Les enzymes potentiellement impliquées dans le remodelage des

L’incorporation des AG polyinsaturés dans les GPL ainsi que leur remodelage, qui nécessitent les activités PLA2, ACS, LPLAT et CoA-IT (Figure 1.8.), contrôlent grandement la biodisponibilité des AG polyinsaturés pour la production de médiateurs lipidiques bioactifs. Les expériences d’inhibition de la CoA-IT ont démontré que le remodelage des AG polyinsaturés est une cible thérapeutique potentiellement intéressante contre les maladies inflammatoires et prolifératives. Cependant la CoA-IT n’a jamais été isolée ni identifiée étant donné sa sensibilité aux détergents, mais plusieurs PLA2, ACS et LPLAT ayant différentes spécificités enzymatiques et caractéristiques sont maintenant connues. Certaines PLA2 membranaires ont des caractéristiques et des spécificités enzymatiques intéressantes qui nous laissent penser que la CoA-IT pourrait bien être une PLA2 [60].

Les phospholipases A2

L’activité PLA2, qui catalyse l’hydrolyse des AG en position sn-2 des GPL, est nécessaire à la production des 1-acyl-2-lyso-GPC et 1-acyl-2-lyso-GPI qui sont requis pour

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l’incorporation des AG polyinsaturés dans les GPL. De plus, l’activité PLA2 est aussi nécessaire pour la production des 1-alkyl-2-lyso-GPC, 1-acyl-2-lyso-GPE et des 1-alkenyl- 2-lyso-GPE qui sont les accepteurs des AG polyinsaturés lors de la transacylation CoA- indépendante, ainsi que pour la libération des AG polyinsaturés pour la production de médiateurs lipidiques bioactifs (Figure 1.3) [31, 61, 62]. Les gènes de près d’une trentaine de PLA2, ayant différentes caractéristiques et spécificités enzymatiques, sont maintenant connus et ces enzymes peuvent être classifiées selon l’homologie de leurs séquences (groupes), leurs localisations cellulaires, leur poids moléculaire et leurs dépendances pour le calcium [63]. Les PLA2 les plus connues sont les PLA2 sécrétées, qui sont caractérisées par leur faible poids moléculaire, leur sécrétion dans le milieu extracellulaire et leur dépendance envers le calcium qui est de l’ordre des mM, et les PLA2 intracellulaires qui sont soit calcium- dépendantes dans l’ordre du µM ou calcium-indépendantes [64] [63, 65, 66]. (Tableau 1)

Table 1.1. Les phospholipases A2 et leur dépendance en calcium

Phospholipases A2 Groupes Synonymes Dépendance en calcium

Sécrétées IB, IIA, IIC-F, III, V, X XII sPLA2 mM Cytosoliques IVA IVB IVC IVD-F cPLA2 α cPLA2 β cPLA2 γ cPLA2 δ, ε et ζ µM µM - µM Calcium-indépendantes VIA VIB iPLA2 β, PNPLA9 iPLA2 γ, PNPLA8 - -

Les PLA2 cytosoliques (groupe IV) contiennent six membres, mais la cPLA2α (IVA) est la plus étudiée due à sa grande spécificité envers les GPL contenant l’AA et par son implication dans la libération de l’AA pour la production de médiateurs lipidiques bioactifs [31, 33, 67]. La PLA2 IVA, ainsi que les PLA2 IVB, IVD, IVE et IVF qui sont moins connues, contiennent un domaine C2 permettant leur translocation du cytosol vers les membranes lors de stimulation cellulaire adéquate qui augmente la concentration du calcium intracellulaire [68- 70]. Les PLA2 IVB, IVD, IVE et IVF ont beaucoup moins d’activité lysophospholipase et phospholipase A2 et elles n’ont pas de spécificité envers les GPL contenant l’AA [68-70]. La cPLA2γ (IVC) est classée dans la catégorie des PLA2 cytosoliques par rapport à l’homologie de sa séquence avec celle de la PLA2 IVA, mais elle est membranaire et calcium- indépendante. La cPLA2 IVC catalyse plusieurs activités différentes, car en plus de catalyser

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la libération de l’AA des GPL, elle catalyse aussi les activités lysophospholipase, lysophospholipide dismutase (LPLase/transacylase) et une faible activité CoA-IT [71, 72]. Les PLA2 calcium-indépendantes (iPLA2β VIA et iPLA2γ VIB) font partie de la famille des ‘Patatin-like phospholipase domain-containing protein’ (PNPLA) composée de neuf gènes [73]. La PLA2 VIA contient des séquences ankyrines qui sont généralement impliquées dans l’interaction protéine-protéine et cette enzyme semble être active sous forme de tétramère. Plusieurs isoformes produits par l’épissage alternatif de la PLA2 VIA ont été découverts et les isoformes ankyrines non-actifs semblent être responsables d’une modulation négative de l’activité de la iPLA2 VIA en formant des tétramères avec les formes actives [74, 75]. Pour ce qui est de la iPLA2 VIB, elle est calcium-indépendante, elle contient une séquence de localisation peroxysomale en C-terminal et elle est généralement associée aux membranes des peroxysomes [76]. Ces enzymes ne semblent pas avoir de spécificité de substrat envers les GPL contenant l’AA et semble surtout responsable du remodelage général des GPL. De plus, l’inhibition de la PLA2 VIA par le bromoenol lactone (BEL) diminue l’incorporation de l’AA dans les GPL en inhibant probablement la production des lyso-GPL accepteurs de l’AA [61, 77, 78].

Cependant, les autres membres de la famille des PNPLA, qui ne semblent pas avoir d’activité phospholipase A2, ont des activités transacylases en utilisant différents substrats donneurs et accepteurs que ceux utilisés par la CoA-IT [79]. De plus, plusieurs autres PLA2 beaucoup moins connues, incluant quatre acétylhydrolases de facteurs activateurs de plaquettes (PAF- AH VIIA, VIIB, VIIIA et VIIIB), une PLA2 lysosomale (LPLA2 XV), une famille de PLA/AT (PLA2 XVI) et la peroxyredoxin-6 (PRDX6) pourraient bien être impliquées, mais la caractérisation de leur activité enzymatique est beaucoup moins complète [60, 65, 66, 80]. Plusieurs études ont démontré l’implication des PLA2 dans la progression des maladies inflammatoires et prolifératives [31, 33, 62, 81-85]

Les acyl-CoA synthétases

L’activité acyl-CoA synthétase (ACS), qui catalyse la formation d’une liaison thioester entre une molécule de Coenzyme A et le groupement carboxylique des AG, est indispensable pour l’incorporation des AG dans les GPL ainsi qu’aux réactions d’élongation et de désaturation

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des AG qui sont catalysées sur des acyl-CoA. Environ 26 ACS, ayant différentes spécificités enzymatiques, distributions tissulaires et localisations subcellulaires, sont maintenant connues [86]. Cependant, ce sont les ACSL (long-chain acyl-CoA synthases) qui sont connues pour agir sur les AG d’intérêts pour cette étude (12-22 carbones). Il y a cinq ACSL (ACSL1, 3, 4, 5, 6) qui sont exprimées chez les humains, mais l’ACSL4 est l’ACS la plus étudiée et semble être la seule ACS à avoir une très grande préférence pour l’AA [87]. Plusieurs études récentes démontrent que l’ACSL4 est impliquée dans le contrôle de la biodisponibilité de l’AA pour la production de médiateurs lipidiques bioactifs et que son expression est importante pour la prolifération et la survie de plusieurs types de cellules cancéreuses [86-96]. Très peu est connu sur l’implication des autres ACS sur l’incorporation de l’AA, la biodisponibilité de l’AA et la prolifération cellulaire. Sauf qu’il fut démontré que l’ACSL1 est induite lorsque les monocytes humains sont différentiés en macrophages de type inflammatoire (M1) et joue un rôle important dans la disponibilité de l’AA pour la synthèse de médiateurs lipidiques bioactifs produit à partir de l’AA [97]. Dans cette étude, ils ont aussi démontré que la suppression sélective myéloïde de l'ACSL1 chez les souris diabétiques de type 1 atténue le phénotype inflammatoire des monocytes et des macrophages diabétiques et prévient l'athérosclérose accélérée par le diabète [97].

Les lysophospholipides acyltransférases

Les lysophospholipides acyltransférases (LPLAT) sont les enzymes qui incorporent les acyl- CoA en position sn-2 des 2-lyso-GPL en catalysant la formation d’une liaison ester. Deux familles de LPLAT, ayant différentes spécificités enzymatiques envers les AG et les lyso- GPL, sont maintenant connues (Tableau 2) [98, 99].

Table 1.2. La diversité des lysophospholipides acyltransférases

Lysophospholipides acyltransférases Familles et synonymes

LPCAT1 AGPAT9 / AYTL2

LPCAT2 LysoPAF-AT / AYTL1

LPCAT3 MBOAT5

LPCAT4 MBOAT2 / LPEAT2

LPEAT1 MBOAT1

LPEAT2 AGPAT7 / AYTL3

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La famille des 1-acylglycérol-3-phosphate acyltransférase (AGPAT) comprend trois membres ayant une activité LPLAT (LPCAT1/AGPAT9, LPCAT2/ LysoPAFAT/AYTL1 et LPEAT2/AGPAT7). La LPCAT1 est une enzyme calcium-indépendante qui préfère le 18:2- CoA et le 18:3-CoA comme AG et les lyso-GPC comme GPL accepteur, mais elle a aussi une activité lyso-PAF acétyltransférase pour produire le PAF. Cette enzyme semble être majoritairement impliquée dans la production des GPL contenus dans le surfactant pulmonaire [100]. La LPCAT2 préfère l’AA-CoA et les 1-alkyl-2-lyso-GPC et elle a aussi une activité lyso-PAF acétyltransférase chez certaines cellules inflammatoires. Contrairement à la LPCAT1, son activité est calcium-dépendante et elle peut être induite par les lipopolysaccharides (LPS) chez les macrophages [101]. La LPEAT2 est majoritairement exprimée au niveau du cerveau et elle a été démontrée pour avoir des activités LPEAT, LPCAT et LPSAT en utilisant préférentiellement le 16:0-CoA, le 18:0-CoA et le 18:1-CoA, mais elle peut aussi utiliser l’AA-CoA. L’atténuation de l’expression de la LPEAT2 par des ARN interférents chez les cellules HEK293T a diminué l’activité d’acylation des 1-acyl-GPE et 1-alk-1-enyl-GPE [102].

La famille des “membrane-bound O-acyltransferases” (MBOAT) comprend quatre membres ayant une activité LPLAT (LPEAT1/MBOAT1, LPCAT3/MBOAT5, LPCAT4/MBOAT2 et LPIAT1/MBOAT7). La LPCAT3 a une activité LPCAT, LPEAT et LPSAT et utilise préférentiellement des AG polyinsaturés comme l’AA-CoA et le 18:2-CoA [103]. Des expériences d’ARN interférents chez la lignée de cellules mélanomes B16 ont démontré une diminution de l’activité endogène LPCAT, LPEAT et LPSAT avec l’AA-CoA et une diminution de la masse de l’AA en position sn-2 des GPC, GPE et GPS [104]. La LPEAT1 et la LPCAT4 ont une activité LPEAT, LPCAT et LPSAT avec une très grande préférence pour le 18:1-CoA [98, 99, 103]. La LPIAT1 est pour sa part la seule enzyme ayant une très grande spécificité envers les lyso-GPI et l’AA-CoA [103].

Cependant, l’implication des différentes LPLAT dans le contrôle de la biodisponibilité de l’AA et des autres AG polyinsaturés pour la production de médiateurs lipidiques ainsi que l’effet de l’atténuation de ces gènes sur la prolifération et la survie cellulaire sont encore très peu connus.

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1.5. La synthèse des acides gras, le remodelage des glycérophospholipides