4-1 La sérine/thréonine kinase Akt/PKB (protéine kinase B)

a) Présentation de la famille des kinases Akt et de leurs mécanismes d’activation :

La famille des kinases Akt compte 3 membres : Akt1 ou PKBα, Akt2 ou PKBβ et Akt3 ou PKBγ (pour revue voir (Downward, 2004)). Chacune d’entre elles semble avoir des rôles différents comme le montre les KO des 3 isoformes, présentant des phénotypes distincts. Ainsi, concernant leurs implications en cancérologie par exemple, Akt1 jouerait plutôt un rôle dans l’invasion tumorale et les métastases en induisant l’activation de métalloprotéases et en favorisant la transition epithélio-mésenchymateuse (Larue and Bellacosa, 2005). Par contre, Akt2 augmenterait la régulation des intégrines et colocalise généralement avec le collagène IV, lui conférant donc un rôle dans la mobilité cellulaire et le pouvoir invasif des cellules tumorales (Arboleda et al., 2003).

L’activation d’Akt se fait par l’intermédiaire de 2 processus complémentaires : le recrutement à la membrane et la phosphorylation. En effet, Akt présente un domaine PH ayant des affinités pour différents PI dont, par ordre décroissant d’affinité : le PI3,4P2, le PIP3 et le PI4,5P2, l’affinité pour ce dernier demeurant excessivement faible (Franke et al., 1997; Frech et al., 1997). Le PI3,4P2 et le

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kinase présentant elle aussi un domaine PH ayant une très forte affinité pour le PIP3 (Alessi et al., 1997; Stephens et al., 1998; Stokoe et al., 1997). PDK1 représente donc une cible du PIP3 et phosphoryle aussi d’autres substrats que Akt tels que CISK (cytokine-independent survival kinase), la PKC ou la p70S6kinase, intervenant ainsi dans les processus de survie cellulaire (Le Good et al., 1998; Pullen et al., 1998). Il est à noter que PDK1 est constitutivement active, son activité étant indépendante de la liaison de son domaine PH aux PI, celle-ci ne servant qu’à réguler sa localisation membranaire. Enfin, la phosphorylation d’Akt sur Ser473, permettant la pleine activation de la kinase, est catalysée par PDK2, une sérine/thréonine kinase dont la nature a longtemps été controversée. Plusieurs candidats avaient été proposés dont : ILK (interleukin-linked kinase), la PKCβII ou Akt elle-même par un processus d’autophosphorylation (Delcommenne et al., 1998; Kawakami et al., 2004; Lynch et al., 1999; Toker and Newton, 2000). Cependant, de récents travaux suggèrent maintenant de façon plus précise que le complexe mTor puisse être PDK2. En effet, diverses études ont montré, par des stratégies d’inhibition de l’expression, in vivo ou in cellulo, de protéines du complexe TORC2 (mais pas TORC1) telles que Rictor ou Sin1, que TORC2 serait PDK2, la kinase responsable de la phosphorylation d’Akt sur Ser473 (Frias et al., 2006; Guertin et al., 2006; Sarbassov et al., 2005). Enfin, après avoir été longtemps discutée, il semble que la phosphorylation d’Akt à la fois sur Thr308 et Ser473 soit nécessaire à sa pleine activation, sans toutefois présenter une hiérarchie précise entre les 2 sites, la perte de phosphorylation d’un des deux résidus n’entrainant pas forcément celle de l’autre. Ainsi, une fois activée, Akt pourra alors réguler un grand nombre de protéines associées à diverses fonctions cellulaires (pour revue voir (Stephens et al., 2005)).

b) Fonctions cellulaires régulées par PI3K par l’intermédiaire d’Akt :

La plupart des cibles d’Akt subissent des phosphorylations inhibitrices par la kinase. L’un des premiers rôles majeurs d’Akt a été défini dans la survie cellulaire, où elle empêche l’activation de protéines pro-apoptotiques (Basu et al., 2003). En effet, Akt peut inhiber la caspase 9, molécule pro- apoptotique, ou phosphoryler la protéine pro-apoptotique Bad, entrainant ainsi sa séquestration cytoplasmique par 14-3-3. Ainsi piégée, Bad ne pourra plus s’associer avec Bcl2, complexe qui est normalement nécessaire pour permettre l’apoptose, inhibant ainsi ce processus (Cardone et al., 1998; Datta et al., 1997). De la même façon, Akt phosphoryle FKHR-1 (Forkhead-related transcription factor 1), empêchant ainsi sa translocation nucléaire et donc la transcription de gènes pro-apoptotiques comme BIM ou FAS ligand (Brunet et al., 1999; Brunet et al., 2001). En plus de ces différentes protéines, Akt induit aussi des effets indirects sur la survie cellulaire. Ainsi, Akt est capable d’activer IκK, une kinase qui va alors permettre la dégradation de IκB, un inhibiteur de NFκB, induisant ainsi son activation et la transcription des gènes de survie dépendants de ces protéines (Ozes et al., 1999; Romashkova and Makarov, 1999). De même, Akt provoque une inhibition indirecte de p53 en augmentant sa dégradation par l’intermédiaire de l’ubiquitine ligase MDM2 (Mayo and Donner, 2001; Zhou et al., 2001).

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Akt présente aussi un rôle dans la croissance cellulaire, c'est-à-dire dans l’augmentation de la taille et de la masse des cellules. Cet effet est majoritairement transmis par mTor (Target of Rapamycin) autrement appelée FRAP, en favorisant sa dé-répression. Cette enzyme est capable d’activer notamment la p70S6kinase, régulant ainsi la synthèse protéique et favorisant alors la croissance cellulaire (Fingar and Blenis, 2004). Il est à noter que Akt n’intervient pas seule dans l’activation de mTor et que d’autres voies sont nécessaires pour permettre sa pleine activité.

Enfin, Akt peut intervenir de façon majeure dans la prolifération, le contrôle du cycle

cellulaire et le métabolisme cellulaire par différents mécanismes. En effet, par l’intermédiaire

d’une phosphorylation inhibitrice de GSK3 (glycogen synthase kinase 3), Akt va entraîner une augmentation de la glycolyse et du transport du glucose, conférant ainsi un rôle important à la PI3K dans la prise en charge du glucose (Cross et al., 1995; Deprez et al., 1997). Akt permettrait de plus une régulation du cycle cellulaire en induisant la rétention cytoplasmique des inhibiteurs du cycle p21Cip/Waf1 et p27KIP1 (Medema et al., 2000; Rossig et al., 2001; Viglietto et al., 2002). Enfin, l’inhibition de GSK3 favoriserait l’entrée dans le cycle cellulaire par maintien de l’expression de la cycline D1, GSK3 étant responsable de la dégradation de cette dernière (Diehl et al., 1998).

Figure 26 : Principales voies de signalisation activées par Akt et impliquées dans la prolifération et la survie (d’après (Fresno Vara et al., 2004)). Une fois activé, le récepteur va

recruter, directement ou pas, les PI3K par l’intermédiaire des domaines SH2 de p85. Akt est alors relocalisée à la membrane par son domaine PH où elle active à son tour différents effecteurs jouant

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