Mécanismes moléculaires de la différenciation des Th17

D u poi t de ue ol ulai e, la pola isatio des Th essite l e p essio et l a ti atio d u g a d o e de fa teu s de transcription interdépendants et exprimés de manière s ue tielle. L i itiatio du p og a e d ute pa les sig au i duits pa le TGF-β et l IL-6 après fixation sur leurs récepteurs espe tifs le TGFβ-RI et –‘II et l IL-6R) (Figure 17).

Le sig al i duit pa le TGFβ-‘I, a pe ett e d i dui e l a ti atio des p ot i es SMAD / pa phospho latio , e ui au a pou o s ue e de p i e l e p essio de Tbx21 (Tbet). La répression de Tbx21 permet de limiter la mise en place du profil Th1 et de lever la répression transcriptionelle de RORC. L a ti atio du TGFβ-RII, quant à elle, a pe ett e d i dui e la oie

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PI K/AKT et ai si fa o ise l a ti atio du o ple e TO‘C i pli u da s la gulatio de la synthèse p ot i ue, la p olif atio ellulai e et pe ett e l e p essio du fa teu HIF- α (Kim et al, 2013b; Shi et al, 2011) . Pa ailleu s, l a ti atio de ette oie de sig alisatio , ui a t e a plifi pa le sig al i duit pa l IL- , pe et de li ite l e p essio p ot i ue de Fo p e fa o isa t sa dégradation par le protéasome (Dang et al, 2011). L IL-6 permet, quant à elle, l a ti atio du fa teu de transcription STAT3. STAT3 est un facteur essentiel à la bonne mise en place du programme de différenciation et fait partie des « master regulator » des cellules Th17 (Ciofani et al, 2012) (Figure 17).

Figure 17 : Schéma représentatif des voies de signalisation et de la régulation transcriptionelle du programme de différenciation des lymphocytes Th17. Adapté de (Muranski & Restifo, 2013).

Pour migrer dans le noyau, STAT3 doit subir plusieurs modifications post-traductionnelles : u e phospho latio de la t osi e pa l i te diai e de la ki ase JAK et u e a t latio de plusieurs lysines (K679, K685, K707 et K709) par la protéine CBP/p300 (« CREB-binding

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protein/p300 ») (Yuan et al, 2005). A l heu e a tuelle, aucune donnée de la litt atu e a pu o t e l i po ta e de l a t latio de STAT da s le o d oulement de la polarisation Th17. Cependant, plusieurs études ont pu montrer dans différents modèles pathologi ues ue l a ti atio pa phosphorylation de STAT3 nécessite au préalable son acétylation. En effet, il semble que la fixation de JAK2 au niveau du do ai e SH de STAT essite au p ala le l a t latio des l si es présentes dans ce domaine (K685 en particulier) (Nie et al, 2009) (Figure 18).

Figure 18 : Structure moléculaire du facteur de transcription STAT3. A. STAT3 est un facteur de transcription composé de différent domaine qui lui permettent de joue u ôle de fa teu de t a s iptio . Il est o pos p i ipale e t d u do ai e N-terminal NTD , d u do ai e « coiled coil », d u do ai e d i te a tio a e l ADN DNA i di g . Il poss de gale e t u do ai e li ke permetta t de fai e le lie a e le do ai e SH ui pe et la fi atio de JAK et de CBP/p et ui poss de deu site d a t latio (K679 et K685). Le domaine de transactivation permet quant à lui la di isatio de STAT ap s sti ulatio pa l IL-6). Il possède un site de phospho latio Y et deu sites d a t latio K et K . B. Détail de la séquence peptidique de STAT3 au niveau des sites d a t latio et de phospho latio Adapt de (Domoszlai et al, 2014) et de (Nie et al, 2009)).

L a ti ation de STAT3 permet son homodimérisation et la formation des complexes multiprotéiques (CBP/p300 (« CREB-binding protein/p300 »), BATF (« basic leucine zipper

transcirption »), IRF, NFAT (« Nuclear factor of activated T-cells »)) nécessaires à sa migration dans le

noyau et à son activité de régulateur transcriptionel. Une fois dans le noyau, il pourra induire l e p essio g i ue de diff e tes toki es et facteurs de transcription qui auront pour rôle de poursuivre le processus de différenciation. STAT3 va, entre aut e pe ett e d i dui e l e p essio du epteu à l IL-23 (IL- ‘ ui pou a apte l IL-23 produite par les cellules dendritiques ou les a ophages. L e p essio de e epteu est e t e e t i po ta te puis u elle a pe ett e de maintenir une activation paracrine de la voie STAT3 et par voie de conséquence le phénotype Th17 (Iwakura & Ishigame, 2006).

Concernant les facteurs de transcription HIF- α, BATF, ‘O‘α et ‘O‘ t, leur expression génique est directement régulée par STAT3. Co e ous l a o s u au p ala le, HIF- α joue un rôle important dans la répression de Foxp3 et l i du tio de RORC, mais il contribue également à la gulatio et à l adaptation métabolique des Th17. En effet, comparativement aux autres sous-types

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Thelper et plus particulièrement au TReg, les Th17 ont un flux glycolytique très important et produisent l ATP essai e à leu p olif atio p i ipale e t pa ette oie tabolique. HIF- α i te ie t do o e u gulateu de l e p essio g i ue d un grand nombre de transporteurs (Glut1, MCT4) et d e z es (HK2, GPI, TOI, Eno1, PKM, LDH) impliqués dans la glycolyse. L a se e d HIF- α pe tu e o pl te e t la gulatio ta oli ue des Th17 et rend résistantes les souris à l EAE. (Shi et al, 2011). Cette p op i t ta oli ue d pe da te d HIF- α est e t e e t importante et à prendre en compte dans un contexte de cancer. En effet, HIF- α est u fa teu de transcription sta ilis pa le a ue d o g e. L hypoxie tumorale peut donc très clairement jouer un rôle dans le maintien du phénotypique Th17 et la balance TReg/Th17 pa l i te diai e du facteur HIF- α (Barbi et al, 2013).

BATF (« Basic leucine zipper transcription factor, ATF-like ») est un facteur de transcription également impliqué dans la polarisation Th17. Son absence perturbe complétement le bon déroulement de la maturation des Th17. Des études montrent que BATF est capable de réguler positivement l e p essio g i ue de l IL- A, de l IL- F, de l IL- et de l IL-22 mais également de

RORC (Schraml B et al, 2009).

‘O‘ t est pa ti uli e e t i po ta t puis u il permet à la fois de réguler négativement l e p essio des toki es ou des fa teu s de t a s iptio i pli u s da s la diff e iatio lymphocytaire Th1 (Tbx21, STAT4, IFNG) ou Th2 (IL4, IL13, CCL5 et d i dui e l e p essio des cytokines typiques du sous-type Th17 (IL17A, IL17F, IL21, IL22, CCL20) (Ciofani et al, 2012). Il permet également le maintien du profil Th17 grâce à la stimulation autocrine (IL-21, IL-22) et paracrine (IL-23 produite par les cellules dendritiques et les macrophages) de la voie STAT3. De nombreuses études o t o t le ôle e t al de ‘O‘ t da s la diff e iatio Th et da s l i hi itio des aut es polarisations Thelper (Ivanov et al, 2006). L a se e de e facteur permet à elle seule de limiter p es ue totale e t les sig es li i ues de l EAE. L a se e de ‘O‘ t e pe et a oi s pas d a oli o pl te e t la aladie puis u u autre facteur de transcription faisant partie de la même fa ille, ‘O‘α, o t i ue aussi à l e p essio des toki es Th (Yang et al, 2008).

Parmi les facteurs de transcription plus « atypiques » et qui ne sont pas régulés directement par STAT3, citons AhR (« Aryl hydrocarbure Receptor »), un facteur de transcription activé par la présence d h d o a u es aromatiques (2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin). La présence des liga ds d Ah‘ lui pe ette de se disso ie de la p ot i e de ho the i ue HSP90, de lier le facteur ARNT (AhR nuclear translocator) afin de se transloquer dans le noyau pour i dui e l e p essio de l IL-22 (Monteleone et al, 2011). Pour finir, nous pouvons également parler du rôle des facteurs de transcription NFAT et SGK1 (« Serum and Glucocorticoid-regulated Kinase 1 »), tous deux sensibles au stress osmotique. Une étude originale publiée par Markus Kleinewietfeld dans la célèbre revue

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Nature, a o t u u gi e i he e hlo u e de sodiu a ait pou conséquence d a plifie la polarisation Th17 et de sensibiliser les sou is à l EAE. Les auteu s de ette tude o t pu o t e notamment ue l e s de sel p o o ue u e a ti atio de la voie p38/MAPK et l a ti atio des fa teu s NFT et SGK ui fa o ise l e p essio de l IL-17A (Kleinewietfeld et al, 2013).

Concernant les cytokines et les facteurs de transcription qui régulent négativement la différenciation Th17, cito s les toki es de t pe Th , l IL-12 et l IFN , ui pa l i te diai e de STAT1 et de STAT4 permettent la répression de RORC via Tbet et e odula t l a ti it de STAT (Mukasa et al, 2010). L IL-27 est également impliquée dans la régulation de la balance Th1/Th17. Tout o e l IFN , elle a o dui e à l a ti atio de STAT et l e p essio de T et (Villarino et al, 2010). L IL-4, une cytokine de type Th2 permet elle aussi de contrecarrer le programme de différenciation Th17 en provoquant une déstabilisation des complexes STAT3/IRF4 au profit des complexes STAT6/IRF4 pour induire le facteur GATA3. GATA3 agira ensuite comme un répresseur transcriptionelle des gènes Th17. L IL-2 est également une cytokine importante dans la régulation du programme Th17. Elle odule e pa ti ulie l e p essio g i ue de l il17a et de l il17f en activant STAT5 qui entre alors en compétition avec STAT3 au niveau des promoteurs de ces deux gènes (Yang

et al, 2011).