L’apoptose dépendante des formes réactives de l’oxygène

La production de FRO semble un élément crucial de l’apoptose des PN. En effet, les PN de patients souffrant de granulomatose chronique entrent moins en apoptose in vitro (Kasahara et al., 1997). De même les PN issus de personnes âgées sont plus apoptotiques que ceux de donneurs plus jeunes. Une diminution de l’activité de la superoxide dismutase a notamment été décrite, ce qui participerait à l’augmentation de la quantité de molécules oxydantes et expliquerait la plus forte apoptose (Tortorella et al., 1999). Le GSH (glutathion), un piégeur de radicaux libres, inhibe l’apoptose du PN (Yamamoto et al., 2002), ainsi qu’un traitement par la catalase (Lundqvist- Gustafsson and Bengtsson, 1999). Enfin, la kinase Btk (Bruton’s tyrosine kinase), qui limite la production de FRO, est impliquée dans 11 à 30% des patients souffrant de XLA (a gammaglobulinémie liée à l’X). Ces patients présentent une neutropénie, en lien à une apoptose accrue résultant d’un excès de FRO dans les PN (Honda et al., 2012). Tous ces exemples illustrent l’importance des FRO dans l’apoptose du PN.

Les FRO interviennent à plusieurs niveaux au cours des mécanismes apoptotiques du PN. Nous décrirons tout d’abord leur implication dans la PICD (phagocytosis-induced cell death), puis nous nous intéresserons aux autres implications possibles.

1.4.4.1 La mort induite par phagocytose

Les bactéries, lorsqu’elles sont phagocytées, induisent une apoptose particulière, appelée PICD, en modifiant la transcription de facteurs modulant la mort cellulaire (Kobayashi et al., 2003) (figure 22). En effet, la PICD est accompagnée de la baisse de l’expression de gènes régulateurs de la réponse inflammatoire. Les bactéries accélèrent ainsi le renouvellement des PN au cours de l’infection. Ce mécanisme permet l’élimination des PN contenant des bactéries totalement ou partiellement détruites et facilite ainsi la résolution de l’infection et de l’inflammation (Watson et al., 1996). Les FRO jouent un rôle crucial durant la PICD. En effet, les FRO produites après l’activation du

CD11b/CD18 activent les caspases-3 et -8 dans les PN, cette PICD étant indépendante des récepteurs de mort (Zhang et al., 2003). Les FRO activent la sphingomyélinase qui produit des céramides (Fadeel et al., 1998; Scheel-Toellner et al., 2004). Dans le PN, le recrutement et la trimérisation des récepteurs à DD par la formation de micro-domaines lipidiques, appelés des radeaux lipidiques, sont facilités par l’accumulation de céramides (Grassme et al., 2003). Les FRO vont également provoquer la perméabilisation de la membrane lysosomale permettant la libération des cathepsines B et L qui vont cliver Bid et conduire à l’activation de la voie intrinsèque de l’apoptose et l’activation des caspases -9 et -3 (Blomgran et al., 2007).

L’activation du CD11b/CD18 est essentielle car des souris déficientes pour cette intégrine ne font pas de PICD. On ne sait pas si CD11b/CD18 participe juste à la production de FRO, ou s’il pourrait jouer un rôle de récepteur de mort et activer de manière directe la caspase-8 (Zhang et al., 2003).

Les FRO, notamment produite au cours de la PICD, activeraient également la kinase JNK, ce qui participerait à l’apoptose (Kanayama and Miyamoto, 2007). Ils induisent également les voies de survie ERK et p38MPAK, servant de modulateur de l’activation des caspases (Zhang et al., 2003).

1.4.4.2 Les formes réactives de l’oxygène, inducteurs de l’apoptose dite spontanée mais pas seulement

Les FRO seraient également une cause d’apoptose du PN. Les FRO pourraient induire des dommages à l’ADN et une activation de p53 (Huang et al., 2000; Reuter et al., 2010). Les FRO seraient capables de moduler des voies de signalisation (Gabelloni et al., 2013b). En effet, dans les fibroblastes, les FRO peuvent aussi conduire à une inhibition des phosphatases inactivant JNK et ainsi conduire à une activation prolongée de JNK, favorisant la libération du cytochrome c et l’activation de la caspase-3 (Kamata et al., 2005). Ce mécanisme est sans doute transposable aux PN. Des études ont aussi démontré que les FRO produits par la chaîne respiratoire de la mitochondrie pouvaient induire la mort du PN par une voie indépendante des caspases, mais encore mal connue (Maianski et al., 2003). L’AIF serait impliqué. Il est localisé dans l’espace inter-membranaire mitochondrial. Il s’agit d’une molécule possédant une double fonction : oxydoréductase et pro-apoptotique. Sa libération de la mitochondrie entraîne une altération de la perméabilité mitochondriale menant à un stress oxydant. L’AIF ne nécessite aucun intermédiaire pour provoquer l’apoptose nucléaire en interagissant directement avec la cyclophiline A (Maianski et al., 2003).

Le rôle des FRO dans le PN demeure complexe. En effet, il a été décrit dans le PN, que des niveaux élevés de FRO inhibent les caspases dans les PN (Fadeel et al., 1998; Wilkie et al., 2007). Ainsi la quantité de FRO dans un PN constituerait un senseur qui oriente le PN entre survie, apoptose ou nécrose (figure 21).

En conclusion, le contexte extracellulaire semble donc contrôler le type de mort du PN. En absence de signaux de survie, comme un signal inflammatoire, le PN meure par apoptose impliquant la voie mitochondriale. Dans des conditions inflammatoires, le PN ayant phagocyté des bactéries meure par PICD, limitant ainsi leur développement. Enfin, le contexte inflammatoire par les médiateurs de mort qui y sont générés comme FasL, TRAIL et le TNF-α induit une apoptose dépendante de la voie extrinsèque qui a pour but de diminuer le nombre de PN sur le site inflammatoire (figure 22).

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Figure 21 : Les FRO contrôlent la destinée du PN. Des stimuli extérieurs entraînent l’assemblage de la NADPH oxydase au

sein du phagosome généralement (en bleu) ce qui aboutit à une production de FRO au niveau extracellulaire mais aussi intracellulaire : une faible quantité induit la survie, une quantité moyenne l’apoptose et une forte la nécrose en inhibant les caspases (Geering and Simon, 2011).

Figure 22 : L’environnement décide de la mort du PN. En absence de stimulus, le PN meurt par apoptose spontanée

dépendante de la voie mitochondriale et des caspases. Dans un contexte inflammatoire, le PN meure aussi par apoptose soit induite via les récepteurs de mort (TRAIL, FasL, TNF-α), soit induite par phagocytose (PICD) (adapté de (Geering and Simon, 2011)). SMAC=second mitochondria-derived activator of caspase; Diablo=Direct IAP-binding protein with low pI; PICD=Phagocytosis-induced cell death; AI=anti inflammatoires.

1.4.5 Molécules régulant l’apoptose des PN