Régulation d’ADAM-

II.3.1. Régulation de son expression

Les ARNm d’ADAM-17 sont présents de façon constitutive dans toutes les cellules et tissus étudiés. Des études in vitro ont montré une augmentation des ARNm d’ADAM-17 dans les cellules endothéliales stimulées par des cytokines pro-inflammatoires ou des facteurs de croissance (Bzowska et al., 2004) et dans des lignées de cellules monocytaires traitées par des LDLs de patients diabétiques de type 2 (Worley et al., 2007). Une augmentation des ARNm d’ADAM-17 a été observée in vivo dans des tissus pathologiques inflammatoires dans des cas d’ostéoarthrite, d’arthrite rhumatoïde (Patel et al., 1998), de cardiomyopathie dilatée (Satoh et al., 1999) et de myocardite (Satoh et al., 2000), ainsi que dans des tissus cancéreux rénaux (Roemer et al., 2004) et hépatiques (Ding et al., 2004) ou hypoxiques (Zheng et al., 2007). Toutefois, les variations des niveaux d’ARNm décrits dans la littérature ne sont jamais drastiques.

L’analyse de la région 5’ du promoteur du gène d’ADAM-17 murin révèle l’existence de plusieurs sites de fixation de facteurs de transcription tels qu’AP2 et Sp1, mais aucun site pour les facteurs transcriptionnels classiquement activés au cours des réactions inflammatoires, tels que NF"B ou AP1 (Mizui et al., 1999). Une analyse du promoteur humain d’ADAM-17 a mis en évidence des éléments de réponse fonctionnels à l’hypoxie (H3 et H4 situés sur les régions -991 et -410 du promoteur) qui lient le facteur de transcription HIF-1 (Hypoxia-Inducible Factor-1) (Charbonneau et al., 2007).

L’expression protéique d’ADAM-17 est augmentée dans certaines conditions pathologiques, notamment dans les lésions athérosclérotiques (Canault et al., 2006). Certains travaux suggèrent que la régulation du clivage des substrats d’ADAM-17 implique directement la modulation de l’activité plutôt que la synthèse de l’enzyme ou de ses substrats (Kiessling et Gordon, 1998).

II.3.2. Régulation de l’activité d’ADAM-17

Le rôle important d’ADAM-17 dans le développement embryonnaire et dans la réponse immunitaire suppose une régulation fine de son activité. Cependant, les mécanismes conduisant à l’activation d’ADAM-17 demeurent mal connus.

II.3.2.1 La maturation d’ADAM-17 par la furine

Le passage de la pro-forme à la forme mature d’ADAM-17 se réalise par clivage du pro-domaine lors du transport de la protéine dans les compartiments médians de l’appareil de Golgi. Cette étape est indispensable à l’obtention de la forme active d’ADAM-17 (Milla et al., 1999). La pro-protéine convertase furine est à l’origine de la maturation d’ADAM-17 (Peiretti et al., 2003b). Toutefois, la participation d’autres pro-protéines convertases n’est pas exclue (Endres et al., 2003 ; Srour et al., 2003). Les mécanismes de régulation de l’activation de la furine sont mal connus (Thomas G, 2002) et peuvent être indirectement impliqués dans la régulation d’ADAM-17.

Figure 8 : mécanisme possible de l’activation d’ADAM-17 par les espèces réactives de l’oxygène (ROS) et le monoxyde d’azote (NO) (selon Zhang et al., 2001).

Site de c livage de la fu rine P K V Cys G Y L K Pro-do maine Pro-peptide inhibiteur d’ADAM-17 His His SH SH

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Zn++ HS

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PMA ROS, NO Site de c livage de la fu rine P K V Cys G Y L K Pro-do maine Pro-peptide inhibiteur d’ADAM-17 His His SH SH

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PMA ROS, NO Site de c livage de la fu rine P K V Cys G Y L K Pro-do maine Pro-peptide inhibiteur d’ADAM-17 His His SH SH

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PMA ROS, NO

D’autre part, il a été proposé que le clivage du pro-domaine d’ADAM-17 était nécessaire, mais non suffisant, à l’activation d’ADAM-17. En effet, après son clivage, le pro- domaine resterait associé à l’enzyme et l’activité d’ADAM-17 aurait lieu après dissociation du pro-domaine, permettant au site actif dépendant du Zn2+ d’adopter la bonne conformation pour l’activité d’ADAM-17.

Un mécanisme possible suggère que des espèces réactives de l’oxygène (ROS) ou du monoxyde d’azote (NO) oxydent le groupe thiol (SH) de la cystéine du pro-domaine (cystéine switch), ce qui conduit à la dissociation complète entre le pro-domaine et le site catalytique, libérant ainsi la forme active d’ADAM-17 (Zhang et al., 2000 ; Zhang et al., 2001) (figure 8). Ces résultats ont, cependant, été remis en question par une équipe américaine (Gonzales et al., 2004).

II.3.2.2. La phosphorylation

La partie cytoplasmique d’ADAM-17 possède quatre sites potentiels de phosphorylation : la tyrosine 702 (Moss et al., 1997), la thréonine 735 (Diaz-Rodriguez et al., 2002) en réponse aux facteurs de croissance et les sérines 791 et 819 (Fan et al., 2003).

La phosphorylation de résidus précis de la partie cytoplasmique d’ADAM-17 serait un élément de contrôle de son activité. Lors d’une stimulation par le PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate), la protéine Erk (Extracellular signal-regulated kinase) associée à ADAM-17 phosphoryle le résidu thréonine 735 (Diaz-Rodriguez et al., 2002). Cette phosphorylation d’ADAM-17 sur la thréonine 735 serait nécessaire à l’adressage ainsi qu’à la maturation de l’enzyme (Soond et al., 2005). Cependant, l’intervention directe de Erk dans la régulation de l’activité d’ADAM-17 par le PMA n’a pas été démontrée (Montero et al., 2002). Un autre travail a montré qu’ADAM-17 phosphorylée par la voie PI3 Kinase activée par une phosphoinositide kinase 1 coupe l’amphiréguline ligand de l’EGFR (Zhang et al., 2006). L’ensemble de ces données suggère une régulation de l’activité d’ADAM-17 par la phosphorylation de sa partie cytoplasmique. Toutefois, des résultats déjà anciens montrent que les esters de phorbols stimulent de façon comparable la libération des substrats d’ADAM- 17, que celle-ci possède ou pas sa région cytoplasmique, suggérant que l’effet activateur des esters de phorbol est indépendant de la phosphorylation d’ADAM-17.

II.3.2.3 Interaction avec des protéines cytoplasmiques et localisation cellulaire

Des protéines intracellulaires peuvent interagir avec la partie cytoplasmique d’ADAM-17 et modifier ainsi son activité. Le domaine cytoplasmique d’ADAM-17 comporte des motifs homologues à ceux intervenant dans la fixation des protéines possédant des séquences de type SH2 et SH3. D’autre part, l’association d’ADAM-17 à une kinase (Diaz-Rodriguez et al., 2002) ou à une phosphatase (Zheng et al., 2002) telle que PTPH1 suggère l’importance des mécanismes de phosphorylation ou de déphosphorylation dans sa régulation.

Par une approche en double hybride, des travaux montrent que l’extrémité C-terminale d’ADAM-17 peut interagir avec SAP 97 (Synapse-Associated Protein 97) (Peiretti et al., 2003a). Cette protéine jouerait un rôle dans le processus de localisation membranaire de certains récepteurs et canaux membranaires (Fujita et Kurachi, 2000). L’importance de cette interaction dans le contrôle de l’activité de clivage d’ADAM-17 est démontrée par le fait que la surexpression de SAP 97 réduit fortement la libération des substrats d’ADAM-17 (Peiretti et al., 2003a). Une partie plus interne du domaine cytoplasmique d’ADAM-17 lie FHL2 (Four and a Half Lim domain 2) (annexe 1 : Canault et al., 2006). FHL2 serait impliquée dans l’association de la forme mature d’ADAM-17 au cytosquelette. L’interaction ADAM- 17/FHL2 semble fonctionnelle puisque des cellules FHL2-/- présentent une augmentation d’ADAM-17 à leur surface et une diminution de la libération des substrats d’ADAM-17.

Les mécanismes exacts par lesquels FHL2 et SAP97 régulent l’activité d’ADAM-17 ne sont pas encore établis. Toutefois ces deux protéines modulent la localisation cellulaire d’ADAM-17 et il peut être suggéré que c’est par cette action qu’elles modifient son activité (Peiretti et al., 2003a ; Canault et al., 2006).

II.3.2.3. Régulation de l’activation d’ADAM-17 par des inhibiteurs naturels

Parmi les quatre membres de la famille des inhibiteurs naturels de métalloprotéases, les TIMPs (Tissue Inhibitor of Metalloproteinase), seul TIMP3 inhibe l’activité d’ADAM-17 (Amour et al., 1998). L’expression de TIMP3 est induite par le PMA et par des cytokines anti-inflammatoires comme le TGF- (Edwards et al., 1996), mais est diminuée par les

modulation de l’expression de TIMP3 ait des répercussions sur l’activité d’ADAM-17. L’importance de TIMP3 dans la régulation de l’inflammation est démontrée in vivo chez des souris déficientes en TIMP3 chez qui on note une forte inflammation hépatique (Mohammed et al., 2004) et, après injection de LPS, une inflammation systémique plus marquée que dans les souris sauvages (Smookler et al., 2006).D’autre part, parmi des souris hétérozygotes pour le récepteur à l’insuline, celles développant un diabète présentent une déficience constitutive en TIMP3, responsable d’une activité exacerbée d’ADAM-17 et d’un excès de TNF circulant. L’inflammation vasculaire observée qui en résulte apporte un argument expérimental aux complications vasculaires associées à la résistance à l’insuline et au syndrome métabolique (Federici et al., 2005).

II.3.2.4. Spécificité des substrats d’ADAM-17

Même si un résidu valine apparaît préférentiellement impliqué dans la liaison peptidique clivée par ADAM-17, l’alignement des séquences correspondant aux régions de clivage des substrats d’ADAM-17 ne permet pas de mettre en évidence de site consensus de coupure, indiquant que la séquence primaire des substrats n’intervient pas de manière prépondérante dans la spécificité de coupure. Cette observation a poussé une équipe américaine à proposer un modèle dans lequel ADAM-17 pourrait cliver ses substrats à condition que le site de clivage soit à une certaine distance de la membrane plasmique (Mohan et al., 2002).

Une façon d’envisager la spécificité de coupure d’ADAM-17 pour ses substrats serait une régulation précise de l’expression d’ADAM-17 et de ses substrats dans le temps et dans l’espace. C’est vers cette voie que nous avons orienté notre travail et émis une hypothèse de travail qui sera développée plus loin.

Dans le document Le TNF alpha : maturation par ADAM-17 et activation d'une voie de signalisation sphingomyéline-céramide (Page 33-38)