Modifications post-traductionnelles des protéines 1 Phosphorylation des TJs

La modification post-traductionnelle est importante dans l’assemblage et l’intégrité des TJs. De nombreux sites de phosphorylation, notamment au niveau des sérines, thréonines et tyrosines, sont retrouvés sur les protéines des TJs. Plusieurs kinases sont présentes au niveau des TJs, notamment 2 isoformes des PKC présente au niveau apical, la tyrosine kinase lyn (seulement présente dans les cellules endothéliales de la BHE). De même, des phosphatases (notamment la PTP) régulent l’équilibre de phosphorylation au niveau de la barrière en condition physiologique.

E.1.2.1.1 phosphorylation de l’occludine

L’occludine possède 3 sites importants de phosphorylation, sérine, thréonine et tyrosine, qui régulent sa localisation cellulaire, la perméabilité cellulaire et l’assemblage des TJs.

Plusieurs enzymes sont impliquées dans la phosphorylation :

Phosphorylation des sérines

- Le couple Rho/ROCK, activé par le stress oxydatif ou l’inflammation (histamine et chimiokines CCL2) mais aussi par l’éthanol, induit une augmentation de la perméabilité de la barrière par la phosphorylation au niveau des ser/thr.

- L’inhibition de la nPKCδ conduit à un blocage de la phosphorylation conduisant à la formation des TJs.

- La caséine kinase 2 (ck2) phosphoryle 2 résidus Ser/Thr hautement conservés parmi les espèces. Cependant la conséquence de cette phosphorylation sur les TJs n’est pas encore connue.

Phosphorylations des tyrosines

Une diminution de cette modification induit une localisation de l’occludine au niveau membranaire. Les forces hémodynamiques, les forces de cisaillement et l’ischémie induisent une augmentation de Tyr-P qui augmente la perméabilité. Dans le cas de l’ischémie, la phosphorylation de la Tyr est corrélée avec une augmentation de l’activité de c-src ou FAK

(Gonzalez-Mariscal, L., et al. - 2008).

De nombreuses cytokines et facteurs de croissance induisent la phosphorylation de l’occludine. On retrouve l’Il-1β, via l’inhibition de la phosphatase PTP mais aussi l’induction de VEGF que nous traiterons plus loin.

E.1.2.1.2 Phosphorylation des protéines zonula occludens

Les protéines zonula occludens sont des phosphoprotéines avec un fort signal phosphosérine. L’absence de TJs au niveau de la membrane est corrélée avec une augmentation de la phosphorylation par PKC et PKA de ZO-2 et ZO-1 au niveau des sérines. Cependant, en fonction du facteur stimulant, cette phosphorylation favorise aussi la formation des TJs,

(Gonzalez-Mariscal, L., et al. - 2008).

De nombreux facteurs sont aussi impliqués dans la phosphorylation de ZO-1 comme EGF et VEGF. Plusieurs mécanismes du système VEGF/VEGFR-2 sont proposés par Harhaj :

(1) L’activation de VEGFR-2 stimule des voies de signalisation de la famille src, impliquant la PLC-γ donc la production d’IP3 et l’activation des différentes isoformes de la PKC. En outre VEGF/VEGFR-2 stimule la PI3kinase qui active la PKC. Toutes ces voies mènent à la phosphorylation des protéines des TJs mais aussi des protéines liant l’actine comme la vinculine ou la vimentine, qui participent au démantèlement des TJs.

(2) L’activation excessive de VEGFR-2 par VEGF entraîne la phosphorylation de l’occludine et de ZO-1, qui sont ensuite internalisés par endocytose. Ces protéines internalisées sont ensuite soit dégradées soit recyclées à la membrane. Les phosphorylations pourraient modifier la

conformation de l’occludine, ce qui la rend accessible à d’autres modifications (Harhaj, N. S., et al.

- 2004) (Figure 65).

E.1.2.1.3 Phosphorylation des claudines

Les claudines sont aussi les cibles de diverses kinases qui régulent le flux paracellulaire. La claudine-5 peut être phosphorylée au niveau de la Thr207 via la PKA, ce qui supprime la sélectivité du passage des molécules en fonction de la taille. Ainsi, des molécules de 150kD sont alors capables de traverser, via le flux paracellulaire, la BHE(Gonzalez-Mariscal, L., et al. - 2008). Il a été montré très récemment que le VEGF-A diminue l’expression de la claudine-5 et de l’occludine conduisant à une rupture de la BHE dans l’encéphalite auto-immune expérimentale (Argaw, A. T., et al. - 2009). Flux paracellulaire Endosome précoce Dégradation lysosomale

Figure 65

: Augmentation du flux paracellulaire après phosphorylation de l’occludine et de ZO-1 en réponse au VEGF

1. Complexe occludine-ZO-1 à la membrane 2. Phosphorylation de l’occludine et ZO-1 3. Perte de l’intéraction occludine-ZO-1 4. Internalisation de l’occludine

E.1.2.2 Phosphorylation des AJs

Il est maintenant accepté que les phosphorylations de la VE-cadhérine, notamment au niveau des tyrosines, mais aussi des autres composants des AJs, augmentent la perméabilité. Des facteurs tels que l’histamine, le TNF-α ou encore le VEGF, phosphorylent les tyrosines de la VE- cadhérine. De plus, ce niveau de phosphorylation est diminué dans le cas de cellules confluentes où les jonctions sont stables. Les kinases impliquées dans cette phosphorylation ne sont pas encore totalement connues mais les premières études désignent des tyrosines kinase

src.

L’augmentation de la phosphorylation au niveau des AJs implique aussi l’inhibition de phosphatases, particulièrement la VE-PTP (vascular endothelial protein tyrosine phosphatase) (Dejana, E., et al. - 2008, Rudini, N., et al. - 2008).

Il est important de noter qu’en fonction des stimuli, un résidu Tyr spécifique est phosphorylé. En effet, il a été montré après activation de VEGFR-2 par VEGF, que seule la Tyr 685 est phosphorylée via

src

ce qui induit le recrutement de la β-arrestine2 et l’endocytose de la VE- cadhérine. Elle peut ensuite être recyclée à la membrane (Figure 66) (Gavard, J., et al. - 2006).

Les caténines, telles que p120, β-caténine et la plakoglobine, peuvent aussi être phosphorylées mais les conséquences ne sont pas encore connues. Une des hypothèses suggère que la phosphorylation de la β-caténine réduirait son affinité pour la VE-cadhérine, augmentant le turnover des jonctions ((Dejana, E., et al. - 2008, Rudini, N., et al. - 2008).

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