Les rôles extra-rénaux des kinases WNK

On peut prédire de sa longueur et du nombre de motifs PXXP, sites d’interaction avec les domaines SH3, que WNK1 interagit avec plus de 50 protéines [187]. De plus, le profil d’expression de WNK1 est très large et n’est pas restreint au rein. Il apparaît donc que le rôle

94 de la kinase dépasse sans doute largement la régulation de la pression artérielle. Nous résumons ici les connaissances émergentes sur les rôles de WNK1 en dehors du rein. C’est

dans cette perspective que la description des isoformes extra-rénales de WNK1 prend tout son sens. En effet, outre son rôle de régulateur des échanges ioniques au niveau du néphron distal, WNK1 a de nombreuses autres fonctions qui sont très partiellement élucidées.

a) WNK1 et système cardiovasculaire

L’étude du développement des souris knock-out homozygotes pour WNK1, qui

meurent in utero entre 10,5 et 12,5 jours de vie embryonnaire [123,125], a révélé un rôle majeur de WNK1 dans l’embryogenèse du système cardiovasculaire, en accord avec sa forte expression dans le système cardiovasculaire de l’embryon [35]. Le cœur des embryons

WNK1^-/- est plus petit que celui des embryons contrôles et on constate un défaut de remodelage vasculaire aussi bien dans l’embryon lui-même que dans le sac vitellin. Les

marqueurs veineux se retrouvent exprimés au niveau artériel et réciproquement. L'inactivation de WNK1 spécifiquement dans les cellules endothéliales reproduit un phénotype identique, qui est restauré par un transgène permettant l'expression endothélium-spécifique de WNK1, suggérant que c’est WNK1 exprimée par l’endothélium qui joue un rôle fondamental dans le

développement cardiovasculaire [125].

Chez la souris adulte, WNK1 est impliqué dans la vasoconstriction en réponse à une stimulation α1-adrénergique ainsi que dans le tonus myogénique, tous deux diminués chez les

souris WNK1^+/- [124]. Ceci pourrait faire intervenir la voie SPAK/NKCC1, dont la phosphorylation est diminuée dans les artères de souris WNK1^+/- [124,188]. Ce résultat est à rapprocher de la moindre contraction d’anneaux aortiques en réponse à la phényléphrine chez

95 b) Prolifération, migration, différentiation cellulaire

WNK1 participe aux fonctions de prolifération, de migration et de différentiation cellulaires. Ainsi, le gène codant pour la kinase WNK1 de la drosophile a été identifié comme un gène indispensable à la survie de cellules de drosophiles en culture [189]. De même, l’inhibition de l’expression de WNK1 par siRNA dans une lignée de progéniteurs neuronaux

de souris entraîne une diminution de la prolifération, de la migration et de la différentiation cellulaires [39]. Enfin, WNK1 a été identifié dans des études de screening à large échelle parmi les gènes impliqués dans la survie cellulaire et la prolifération [190,191]. Le rôle de WNK1 dans la mitose a récemment été mis en lumière par une étude du groupe de Mélanie Cobb [192], qui montre que si, WNK1 est localisée de manière diffuse et punctiforme dans le cytoplasme dans des cellules quiescentes, elle est localisée le long des fuseaux mitotiques des cellules en division. L'inhibition de l'expression de WNK1 par ARN interférence conduit à la désorganisation des fuseaux mitotiques, des erreurs de ségrégation mitotique et une survie cellulaire réduite.

Le domaine catalytique de WNK1 montre une forte homologie de séquence avec plusieurs membres de la famille des MAP kinases, qui jouent un rôle important dans la prolifération cellulaire. Les kinases WNK, et en particulier WNK1, interagissent avec plusieurs cascades de MAPKs. Ainsi, WNK1 augmente l’activité de ERK5 in vitro [193].

Notons que ERK5 est impliqué dans les voies de signalisation de la prolifération cellulaire et dans le développement embryonnaire, en particulier dans le développement cardiovasculaire [194]. Pour Sun et al. [39], le rôle de WNK1 dans la prolifération, la migration et la différentiation de progéniteurs neuronaux en culture impliquerait aussi la voie des MAP kinases ERK1/2 et ERK5.

Cette connexion entre WNK1 et survie cellulaire est confortée par le fait que plusieurs auteurs ont trouvé un lien entre tumorigenèse et WNK1 ou ses orthologues WNK2, WNK3 et

96 WNK4 [195]. Ainsi, l'injection de cellules tumorales F-11 porteuses d'une inactivation de GD3 (ganglioside impliqué dans la croissance tumorale et les processus métastatiques) dans des souris nude est associée à une moindre croissance tumorale et à une diminution du nombre de métastases par rapport à celles observées suite à l'injection de cellules contrôles [196]. Or, l’inactivation de GD3 provoque une forte répression de l'expression de WNK1, suggérant un rôle potentiel de la kinase dans la malignité [197]. De plus, WNK1 pourrait jouer un rôle permissif dans l’adaptation des cellules malignes à leur métabolisme accéléré en

favorisant la surexpression transporteur de glucose GLUT1 dans les cellules malignes [198]. Enfin, des études de séquençage à très large échelle ont mis en évidence un lien entre des mutations somatiques de WNK1 et les cancers du sein et du colon [199,200], entre WNK1 et 4 et diverses tumeurs solides [201] et entre WNK2 et le cancer du poumon [202]. Deux études récentes ont également clairement identifié WNK2 comme un gène suppresseur de tumeur [40,41], dont des modifications épigénétiques sont impliquées dans les gliomes infiltratifs de l’adulte

c) Rôle neurologique

Le rôle neurologique du variant d’épissage de WNK1/HSN2 a été présenté en détails dans l’introduction. Son inactivation à l’état homozygote est en effet responsable d’une

abolition de la sensibilité thermo-algique. De nombreux transporteurs dont l’activité est modifiée par les WNKs ont aussi une expression neuronale, comme NKCC1, et il est possible que leur dérégulation en l’absence de WNK1/HSN2 soit impliquée dans la physiopathologie de l’HSAN2. De même, TRPV4, exprimé entre autres dans les ganglions de la racine dorsale,

et inhibé par WNK1 [105], pourrait être impliqué dans l’HSAN2, d’autant qu’il est connu pour jouer un rôle dans la sensibilité thermo-algique [203]. De manière intéressante, il est possible que WNK3 puisse également jouer un rôle dans la sensibilité thermo-algique

97 puisqu’il a été décrit un seuil de perception douloureuse anormalement élevé chez des patients porteurs d’une délétion d’une région du chromosome X incluant 3 gènes dont WNK3 [204].

WNK1 semble impliqué dans la myélinisation des axones et l’extension des neurites

sur des cultures primaires de neurones corticaux [205]. De plus, WNK1 se lie à la synaptotagmine 2 (Syt2) et la phosphoryle au niveau du domaine de liaison au calcium C2, ce qui augmente la quantité de calcium nécessaire à la liaison de Syt2 au vésicules phospholipidiques. Or Syt2 régule l’exocytose dans les neurones et les cellules

neuroendocrines en fonction de la présence de calcium.

L’ensemble de ces données est dispersé et incomplet mais oriente vers un rôle important de WNK1 dans le système nerveux. Ce champ d’investigation quasi-vierge est

certainement un thème à explorer dans les années qui viennent.