L’inhibition de ces différentes voies de signalisation en réponse à la TPO est aussi importante que leur activation. Elle va permettre de contrôler l’amplitude et la durée du signal et ainsi modifier les réponses cellulaires comme c’est le cas pour la voie ERK dans la différenciation des mégacaryocytes. Au moins trois mécanismes éteignent la signalisation induite par la TPO : l’expression des protéines SOCS (Supressors Of Cytokine Signaling) induites par les STAT, l’activation des phosphatases et différentes protéines adaptatrices impliquées dans l’inhibition des voies de signalisation (Kaushansky, 2009). Ces inhibiteurs agissent aussi bien sur le récepteur, que sur les Jak ou les voies de signalisation en aval (Figure 15).
- SOCS (Supressors Of Cytokine Signaling)
La famille des SOCS comprend huit membres (CIS (Cytokine Inducible SH2 protein) ainsi que SOCS-1 à SOCS-7) qui se distinguent selon la taille de leur région N- terminale. Toutes les protéines possèdent une région spécifique des SOCS appelée la SOCS box, qui est un domaine E3-ubiquitine ligase, et un domaine SH2 capable de se fixer au niveau des phospho-tyrosines du récepteur ou des Jak. Elles peuvent soit inhiber l‘activité des Jak soit entrer en compétition avec les STAT pour les sites phosphorylé du récepteur ou encore entrainer la dégradation de leurs cibles par le protéasome via leur domaine SOCS box.
Les protéines SOCS ne sont pas exprimées à l’état basal et sont induites par les voies de signalisation qu’elles inhibent et notamment après une stimulation par les cytokines et par de nombreux autres stimuli comme le LPS, les chemokines et l’insuline. Elles forment ainsi une boule de rétrocontrôle négatif (Geddis et al., 2002). En plus de la régulation de son expression, le niveau des SOCS est finement contrôlé par des modifications de sa stabilité via l’interaction de la SOCS box avec le système ubiquitine-protéasome (Cooney, 2002).
Figure 16 : Rôle des SOCS dans l’inhibition de la signalisation TPO.
En réponse à la TPO, les STAT sont activées et vont permettre l’expression de leurs gènes cibles. Parmi eux, les protéines inhibitrices SOCS1, SOCS3 et CIS qui vont respectivement agir sur l’activité ou l’activation de Jak2 ou entrer en compétition avec les protéines STAT au niveau du site phosphorylé Y112 de Mpl. Ce système permet une boucle de rétrocontrole négatif des voies de signalisation en réponse à la
En réponse à la TPO, trois protéines SOCS sont exprimées, CIS qui va entrer en compétition avec les STAT au niveau de la tyrosine Y112 de Mpl, SOCS3 qui se fixe sur Mpl pour inhiber Jak2 et SOCS1 qui se fixe directement sur Jak2 pour l’inhiber (Figure 16) (Krebs and Hilton, 2001).
- Les protéines phosphatases
Ce groupe contient différents types de phosphatases notamment SHPl/2 (Src- homology 2(SH2) phosphatase 1 ou 2), SHIP (SH2 Inositol Phosphatase) et les protéines phosphatases de sérine et thréonine.
La famille de SHP (Src-homology 2(SH2) phosphatase) comprend SHP1 et SHP2. Ces deux phosphatases possèdent de nombreuses similarités dans leur domaine catalytique, elles ont un domaine SH2 en tandem qui permet son interaction avec les résidus phosphorylés du récepteur ou des Jak. La fixation du domaine SH2 entraine l’activation de leur domaine catalytique phosphatase et la déphosphorylation de leurs substrats ou du récepteur. SHP1 est exprimé dans les cellules hématopoïétiques uniquement tandis que SHP2 est ubiquitaire (Neel et al., 2003).
L’utilisation de souris SHP1-/- a mis en évidence une augmentation de la prolifération des cellules de moelle osseuse ainsi qu’une sensibilité accrue aux facteurs de croissance en l’absence de la phosphatase. Inversement, la surexpression de SHP1 induit la différenciation des cellules de la lignée myéloïde 32D. Des études de co- immunoprecipitation ont mis en évidence une interaction de Jak2, R-EPO, l’IL3-R ou KIT lorsqu’ils sont phosphorylés avec SHP1 (Geddis et al., 2002). L’intéraction entre SHP1 et Mpl n’a pas été observé ; SHP1 pourrait donc agir sur la signalisation TPO de manière indirecte en inhibant Jak2.
Le rôle de SHP2 n’est pas encore bien défini. Il apparait comme un régulateur négatif de la voie Jak/STAT en dephosphorylant les protéines STAT. En effet, la surexpression de SHP2 dans des cellules BA/F3 induit une diminution du niveau de STAT5 normalement phosphorylé en réponse à une stimulation par l’IL3 (Xu and Qu, 2008). A l’inverse, SHP2 est également phosphorylé en réponse à la TPO et sert de molécule adaptatrice pour les voies PI3K et MAPK. SHP2 forme un complexe avec
Mpl lorsque celui-ci est phosphorylé au niveau de la tyrosine Y112, dans les UT7-Mpl et dans les mégacaryocytes humains (Bouscary et al., 2001) (Miyakawa et al., 2001). Ainsi, il apparait que SHP2 peut être à la fois un activateur et un inhibiteur des voies de signalisation en réponse à des facteurs de croissance. Cependant l’effet inhibiteur de SHP2 en réponse à la TPO n’a pas été observé.
SHIP est une inositole phosphatase qui agit comme régulateur négatif de la voie PI3K. Dans les lignées cellulaires hématopoïétiques, Akt est co-immunoprecipité avec SHIP en réponse à une stimulation par la TPO et cette interaction nécessite la phosphorylation de la tyrosine Y112 (Drachman and Kaushansky, 1997).
D’autres phosphatases ont été mises en évidence. Notamment, les protéines phosphatases de sérine et thréonine PP2A contenant les sous unités B56 permettent l’inhibition de MEK, ERK et Akt (Letourneux et al., 2006) (Rocher et al., 2007).
- Lnk
Cette protéine fait partie d’une famille de protéines adaptatrices contenant un domaine SH2, ce qui va lui permettre de se fixer sur des résidus tyrosines phosphorylés. Lnk est exprimée principalement dans les CSH, les progéniteurs et les lymphocytes. Il a été observé dans la régulation des voies de signalisation des récepteurs à cytokines tel que Mpl, KIT et R-EPO ainsi que de certains immuno- récepteurs.
Des études ont montré un rôle de Lnk dans la différenciation des mégacaryocytes et dans l’auto-renouvellement et la quiescence des CSH (Tong and Lodish, 2004). La surexpression de Lnk empêche la prolifération et l’endomitose des mégacaryocytes primaires en réponse à la TPO. Les souris Lnk-/- ont une augmentation du nombre de mégacaryocytes ainsi qu’une ploïdie importante dans la moelle et la rate comparé à des souris sauvages. Ainsi, en absence de Lnk, la TPO induit une forte induction des voies de signalisation STAT3, STAT5, Akt et MAPK dans les mégacaryocytes. De plus, les souris Lnk-/- présentent un nombre accru de progéniteurs primitifs LSK,
couplé à une augmentation de l’auto-renouvellement des CSH. Des expériences de reconstitution en compétition de LSK Lnk-/- ou sauvages montrent que les cellules déficientes pour Lnk greffent mieux en présence de TPO mais pas de SCF. Ces données montrent la spécificité de Lnk pour la signalisation en aval de la TPO et notamment sur les voies p38 MAPK, Akt et STAT5 (Seita et al., 2007). En réponse à la TPO, ces souris ont une forte activation de Jak2 maintenue dans le temps. De plus, les auteurs de cette étude montrent que dans les CSH, Lnk se fixe directement à Jak2 pour l’inhiber (Bersenev et al., 2008).
- Lyn
Les protéines Lyn et Fyn appartiennent à la famille des tyrosine-kinases Src (SFK). L’équipe de Drachman a montré que ces deux kinases sont actives en réponse à la TPO et notamment par la phosphorylation du résidu Y112 de Mpl dans les mégacaryocytes murins. De plus l’utilisation d’un inhibiteur des kinases Src induit une sur-prolifération des cellules BA/F3 en réponse à la TPO, une différenciation des mégacaryocytes et une augmentation de leur ploïdie dans les cellules de moelle osseuse (Lannutti et al., 2005) (Lannutti and Drachman, 2004). En utilisant des souris déficientes pour Lyn, cette équipe a montré une augmentation des voies ERK et Akt dans des mégacaryocytes en réponse à la TPO (Lannutti et al., 2006).