Les inhibiteurs de sPLA2 sont importants pour analyser les effets biologiques des sPLA2. Ils pourraient à terme faire partie d’un arsenal thérapeutique dirigé contre certaines sPLA2 impliquées dans la pathogénèse de certaines maladies.
Les premières molécules découvertes capables d’inhiber les sPLA2 étaient des inhibiteurs non spécifiques, qui agissaient soit sur le substrat phospholipidique, comme la mépacrine (ou quinacrine), soit sur la sPLA2 en ciblant l’histidine du site actif (comme le bromophénacyl-bromide) (Reid, 2005) ou le domaine interfacial (cas du manoalide) (Balsinde et al., 1995; Dal Piaz et al., 2002; Reynolds et al., 1991).
A l’heure actuelle, il existe différents inhibiteurs compétitifs des sPLA2 comme les amides et phosphonates
sn-2, qui sont des analogues de phospholipides et des inhibiteurs de type indole (comme les molécules LY311727,
LY315920, LY329722, LY333013, méthyl-indoxam, indoxam) (Reid, 2005; Schevitz et al., 1995). Ces inhibiteurs n’ont pas les mêmes spécificités d’une sPLA2 à l’autre (Oslund et al., 2008).
Les tentatives cliniques d’utilisation d’inhibiteurs de sPLA2 dans certaines pathologies n’ont à ce jour pas été concluantes. Par exemple, il a été rapporté que dans le choc septique, l’utilisation de l’inhibiteur spécifique de la sPLA2 de groupe IIA, LY315920NA/S-5920,n’améliore pas l’état du patient (Zeiher et al., 2005).
A ce jour, aucun inhibiteur n’est capable d’inhiber l’activité enzymatique des sPLA2 des groupes III et XIIA.
3.4. Propriétés protéolytiques des sPLA2
Une publication récente de Cavigiolio et Jayaraman indique que certaines sPLA2 auraient une activité protéolytique qui s’ajoute à leur activité lipolytique (Cavigiolio and Jayaraman, 2014). Les auteurs montrent que les sPLA2-IB bovine et porcine, la sPLA2-IIA humaine (hGIIA), et la sPLA2-III de venin d’abeille, ont la capacité de fragmenter l’apolipoprotéine A1 (apoA-1) délipidée. L’apoA-1 est une protéine constitutive des HDL. L’activité protéolytique des sPLA2 est indépendante du calcium, contrairement à leur activité phospholipolytique. Cette nouvelle fonction pourrait avoir des implications dans le domaine de la recherche sur l’athérosclérose, et plus généralement sur le métabolisme des lipoprotéines. Cependant, l’activité protéolytique des sPLA2 n’a été rapportée que dans cette étude et reste donc à confirmer.
4. Rôles physiologiques et physiopathologiques des phospholipases A2 sécrétées
Il semble que le maintien à l’homéostasie de la concentration en sPLA2 soit critique pour un certain nombre de fonctions physiologiques. En effet, certaines situations pathologiques comme l’athérosclérose, le cancer ou les désordres immuns, sont associées à des taux élevés de sPLA2 diverses (Murakami et al., 2015b).
56
Les sPLA2 sont généralement surexprimées dans les épisodes inflammatoires ou les maladies inflammatoires comme l’arthrite, l’athérosclérose ou le sepsis. Mais on les trouve aussi dans certains cancers comme le cancer du côlon, du pancréas ou de la prostate, et il semble que leur rôle puisse être délétère ou bénéfique selon l’isoforme considérée.
Les pathologies inflammatoires, où les sPLA2 sont surexprimées, s’accompagnent généralement d’une élévation de la concentration en AA. L’AA peut être métabolisé par les cellules en médiateurs pro-inflammatoires (eicosanoïdes) de type prostaglandines et leucotriènes, par l’intermédiaire des enzymes COX (cyclo-oxygénase) et 5-LOX (5-lipoxygénase). Ces médiateurs stimulent à leur tour la production de cytokines inflammatoires dont le TNFα et certaines interleukines.
La capacité des sPLA2 à enclencher les signaux cellulaires n’est pas toujours liée à leur activité catalytique. Elles peuvent aussi le faire en se liant à différents récepteurs (PLA2R) et aux glycosaminoglycanes (GAG, macromolécules glucidiques composant des matrices extracellulaires). Les sPLA2 de groupes IIA et V se lient à certaines isoformes de GAG comme le HSPG, la chondroïtine sulfate et l’héparine (revue : Quach et al., 2014).
De plus, certaines sPLA2 ont la capacité de se lier aux intégrines, aux récepteurs à activité tyrosine kinase, aux canaux ioniques (K+), ou à des protéines intracellulaires comme la calmoduline, ce qui pourrait être important pour leur localisation et leur activité de signalisation cellulaire (Sribar and Krizaj, 2011).
Il ressort donc que les sPLA2, bien qu’elles partagent des propriétés communes, ne remplissent pas automatiquement les mêmes fonctions. De plus, selon le contexte physiologique ou physiopathologique, une même sPLA2 peut avoir deux fonctions opposées. Ci-dessous sont regroupés les principaux rôles actuellement connus des sPLA2. Cette liste n’est pas exhaustive. Par ailleurs, l’otoconine-95, bien qu’appartenant à la famille des sPLA2 n’est pas décrite ici dans la mesure où il s’agit d’une protéine structurale de l’oreille interne non impliquée dans le métabolisme des phospholipides (Zhao et al., 2007; Wang et al., 1998).
La sPLA2 de groupe IB (sPLA2-IB) est principalement exprimée dans le pancréas, par les cellules acineuses
pancréatiques (Nevalainen and Haapanen, 1993). Cette enzyme est activée dans le duodénum après clivage par la trypsine (Verheij et al., 1983). Dans ce cadre, son rôle est d’hydrolyser les phospholipides alimentaires, au cours de la digestion (Huggins et al., 2002).
Par ailleurs, une étude récente, in vivo, a montré que la sPLA2 de groupe IB avait une action antihelminthique, au niveau de l’intestin, sur le parasite Heligmosomoides polygyrus (nématode) en réduisant l’abondance phospholipidique à la surface des larves (Entwistle et al., 2017). Cette étude est la première à accorder un rôle antiparasitaire à une sPLA2 de mammifère, in vivo.
La sPLA2 de groupe IIC (sPLA2-IIC). Chez l’homme la sPLA2-IIC est un pseudogène. Il n’existe donc pas de
57
infectés par le virus de l’hépatite B et permet la libération de lyso-phosphatidyléthanolamine (LysoPE), qui présenté par les cellules CD1D participe à la réponse anti-virale (Zeissig et al., 2012).
La sPLA2 de groupe IID (sPLA2-IID) est la sPLA2 (avec la sPLA2 de groupe IIE) structuralement la plus proche
de la sPLA2 de groupe IIA (Valentin et al., 1999b). Chez l’Homme et la souris, cette enzyme est principalement exprimée par les cellules dendritiques dans les organes lymphoïdes secondaires, tels que la rate et les ganglions lymphatiques (Miki et al., 2013). Chez la souris, la sPLA2-IID est capable de mobiliser des acides gras polyinsaturés, qui sont métabolisés en médiateurs lipidiques « pro-résolvant », comme la résolvine D1 dérivée du DHA, ayant un rôle dans la résolution de l’inflammation par la suppression des cytokines produites par les cellules Th1 et l’activation des cellules dendritiques (Miki et al., 2013).
La sPLA2 de groupe IIE (sPLA2-IIE). In vivo, l’expression de la sPLA2-IIE est induite dans les adipocytes lors
d’un repas riche en graisses. Cette enzyme altère la composition lipidique des lipoprotéines par hydrolyse des phospholipides anioniques, ce qui faciliterait l’accumulation de graisse dans le tissu adipeux et le foie(Sato et al., 2014).
Par ailleurs, la sPLA2-IIE présente dans les kératinocytes jouerait également un rôle dans l’homéostasie des follicules capillaires où son expression est corrélée au cycle capillaire (Yamamoto et al., 2016).
Chez la souris, cette enzyme est exprimée dans l’utérus, le tissu adipeux et la peau (Valentin et al., 1999a; Yamamoto et al., 2016). Chez l’Homme, il n’y a pas de preuve de son expression dans ces tissus. Toutefois, la sPLA2-IIA, un de ses proches homologues est exprimée dans la peau et le tissu adipeux chez l’Homme (Yamamoto et al., 2016). Il se pourrait que la sPLA2-IIA exerce chez l’Homme les fonctions que la sPLA2-IIE exerce chez la souris (Murakami et al., 2011).
La sPLA2 de groupe IIF (sPLA2-IIF) est abondamment exprimée au niveau de l’épiderme suprabasal. Le
modèle in vivo a montré son implication dans l’acidification de la couche cornée de l’épiderme et son rôle dans la protection de la peau (Ilic et al., 2014).
La sPLA2 de groupe III (sPLA2-III) est une enzyme ayant un potentiel pro-inflammatoire dans diverses
pathologies. Le modèle in vivo utilisant la souris transgénique Apoe-/- surexprimant la sPLA2-III a montré une augmentation de l’athérosclérose due à une accélération de l’hydrolyse des LDL (low density lipoprotein) et une augmentation de la synthèse de thromboxane A2 (Sato et al., 2008). Ces souris développent également des inflammations dues à une augmentation de la formation d’eicosanoïdes (Sato et al., 2009).
Chez l’Homme, la sPLA2-III est un biomarqueur candidat pour le cancer du côlon (Mounier et al., 2008) et certains polymorphismes sont corrélés à un haut risque de cancer du côlon (Hoeft et al., 2010).
58
Dans un modèle neuronal humain, cette enzyme est induite lors d’un stress oxydatif et des polymorphismes de la sPLA2-III seraient associés à la maladie d’Alzheimer (Martínez-García et al., 2010).
Par ailleurs, la sPLA2-III est également présente au niveau de l’épithélium de l’épididyme où elle agit sur les spermatozoïdes immatures pour remodeler les phospholipides (Sato et al., 2010).
La sPLA2 de groupe V (sPLA2-V). L’expression de la sPLA2-V est principalement induite par les cytokines
IL-4 et IL-13 produites par les cellules Th2, et plus faiblement par des stimuli pro-inflammatoires (lipopolysaccharide (LPS), zymosan, cytokines des cellules Th1) (Ohta et al., 2013; Rubio et al., 2015; Sato et al., 2014). Selon le contexte pathologique, cette enzyme peut jouer un rôle pro- ou anti-inflammatoire.
Chez la souris, la sPLA2-V est exprimée dans les cellules épithéliales bronchiques et les macrophages alvéolaires. La souris Pla2g5-/- est protégée de certaines pathologies respiratoires (Meliton et al., 2013; Muñoz et al., 2007; Muñoz et al., 2009). A l’opposé, des souris transgéniques surexprimant la sPLA2-V développent une détresse respiratoire et meurent prématurément (Ohtsuki et al., 2006). Ce phénotype transgénique a été attribué à une hydrolyse aberrante des phospholipides du surfactant pulmonaire.
Par ailleurs, les souris Pla2g5-/-, où l’activité phagocytaire des macrophages est réduite, sont plus sensibles
aux infections par Candida albicans ou Escherichia coli et à l’arthrite (Balestrieri et al., 2009; Boilard et al., 2010; Degousee et al., 2011).
La sPLA2-V a également été impliquée dans le développement de l’athérosclérose et d’autres désordres cardiovasculaires (Murakami et al., 2015b).
Dans les désordres du métabolisme, comme l’obésité, cette enzyme joue un rôle protecteur en hydrolysant la PC des LDL et en établissant un équilibre immunitaire qui empêche l’inflammation du tissu adipeux (Sato et al., 2014). Chez l’Homme, les polymorphismes du gène Pla2g5 sont associés à des niveaux différents de LDL chez les patients présentant un diabète de type 2 (Wootton et al., 2007).
La sPLA2 de groupe X (sPLA2-X). Comme la sPLA2-IB, la sPLA2-X est synthétisée sous forme de proenzyme,
et rendue active par l’élimination d’un propeptide en position N-terminal (Cupillard et al., 1997). Ce processus peut avoir lieu avant ou après la sécrétion de la protéine (Jemel et al., 2011; Masuda et al., 2005). Dans la famille des sPLA2, la groupe X est celle qui présente la plus haute affinité pour la PC, et donc celle qui a la plus grande capacité à hydrolyser des phospholipides membranaires des cellules saines (Bezzine et al., 2000).
Les souris Pla2g10-/- présentent une réponse à l’asthme atténuée (Henderson, Chi, Bollinger, Tien et al., 2007) et sont partiellement protégées de la première phase d’inflammation pulmonaire dans le modèle de la grippe (Kelvin et al., 2014). Chez l’Homme, la sPLA2-X est une des sPLA2 les plus fortement détectées dans les voies aériennes des patients asthmatiques (Hallstrand et al., 2011).
59
Les souris Pla2g10-/- sont également protégées des infarctus du myocarde et de l’anévrisme (Fujioka et al., 2008; Watanabe et al., 2012), ont une douleur inflammatoire réduite (Sato et al., 2011) et présentent une altération de la sécrétion d’insuline par les cellules pancréatiques β, ce qui pourrait être dû à une réduction de la synthèse de prostaglandine E2 (Shridas et al., 2014).
Par ailleurs, les résultats de plusieurs études concernant cette enzyme sont contradictoires. Par exemple chez la souris, certaines études démontrent son implication ou non dans l’athérosclérose (Ait-Oufella et al., 2013) ; dans l’altération ou non de la fonction des macrophages (Shridas et al., 2011) ; ou encore dans l’augmentation ou la diminution de l’accumulation de graisses dans les adipocytes (Li et al., 2010; Sato et al., 2011).
La sPLA2-X est principalement exprimée dans le tractus gastrointestinal et les organes reproducteurs (Sato et al., 2011). Elle est la deuxième sPLA2 (avec la sPLA2-IB) impliquée dans la digestion des lipides alimentaires (Sato et al., 2011). En parallèle, l’expression de la sPLA2-X dans les intestins pourrait altérer le microbiote, ce qui pourrait, dans un second temps, influencer l’immunité et la balance métabolique de l’hôte (Ley et al., 2005; Mazmanian et al., 2005; Tremaroli and Backhed, 2012).
En ce qui concerne les organes reproducteurs, la sPLA2-X est stockée au niveau de l’acrosome des spermatozoïdes (Escoffier et al., 2010), d’où elle est relarguée par la cellule activée durant la réaction acrosomique. Les souris Pla2g10-/- présentent une faible réaction acrosomique et une faible fertilité (Escoffier et al., 2010; Sato et al., 2011).
De plus, l’enzyme a également été impliquée dans le développement du cancer du sein, où elle stimulerait la formation de gouttelettes lipidiques et l’oxydation des acides gras (Pucer et al., 2013).
Enfin, une dernière fonction pouvant être citée est son activité antivirale in vitro contre le VIH, résultant de la dégradation de la membrane virale (Fenard et al., 1999; Kim et al., 2007).
Les sPLA2 de groupe XII (sPLA2-XII) incluent les isoformes sPLA2-XIIA et -XIIB. La sPLA2-XIIA est exprimée
dans de nombreux tissus mais la souris transgénique Pla2g12a-/- n’existant pas, ses fonctions physiologiques ne sont pas connues. In vitro, cette enzyme est capable de tuer des bactéries Gram négatif, comme Helicobacter
pylori (Huhtinen et al., 2006; Koduri et al., 2002). Par ailleurs, la surexpression de la sPLA2-XIIA dans des
embryons de xénope (Xenopus laevis) induit la neurogénèse des structures olfactives (Muñoz-Sanjuan and Brivanlou, 2005). Chez l’Homme, il existe une association entre le polymorphisme de la sPLA2-XIIA et la réponse au traitement anti-facteurs de croissance des endothéliums vasculaires chez les patients atteints d’une dégénérescence maculaire liée à l’âge (Wang et al., 2012).
La sPLA2-XIIB, catalytiquement inactive, est exprimée dans le foie et la souris Pla2g12b-/- présente une stéato-hépatite due à l’altération de la sécrétion des VLDL (very-low-density lipoprotein) (Guan et al., 2011).