L E RECEPTEUR SCAVENGER SR-BI

• Généralités

Le récepteur SR-BI (scavenger receptor class B type 1), anciennement dénommé CLA-1, est une glycoprotéine membranaire fortement glycosylée de 82 à 85 kDa que l’on retrouve dans de nombreux types cellulaires du foie et des tissus stéroïdogènes tels que les glandes adrénergiques, les cellules de Küpffer, les cellules endothéliales des sinusoïdes hépatiques et les hépatocytes. Cette protéine de 509 acides aminés comporte un large domaine extracellulaire (408 résidus) entouré de deux domaines transmembranaires (22 et 23 résidus) et deux domaines cytoplasmiques terminaux N et C (9 et 47 acides aminés respectivement). Elle a pu être modélisée par homologie avec l’analyse cristallographique de LIMP-2 (Neculai et al., 2013)

(Figure 22). Entre ses deux régions transmembranaire, la modélisation de ce récepteur montre

la présence d’un domaine extracellulaire comportant un tunnel à feuillets ß (violet) ainsi qu’un domaine apical comportant les hélices α4, α5 et α7 (Hsieh et al., 2016; Neculai et al., 2013). Deux ponts disulfures (C321-C323 et C274-C329) stabilisent la structure.

FIGURE 22 : STRUCTURE MODELISEE DE SR-BI D’APRES LA STRUCTURE DE LIMP-2 (NECULAI ET AL., 2013)

La protéine humaine présente 9 sites de glycosylation liés à l’asparagine (AA 102, 108, 173, 212, 227, 255, 310, 330, and 383). La protéine murine en présente 11 (deux supplémentaires aux AA 116 et 288) dont 2 apparaissent essentiels à l’expression de la protéine à la surface cellulaire (Asn 108 et Asn 173) (Viñals et al., 2003). SR-BI est également myristoylé et palmitoylé mais l’acylation de la protéine n’a aucun impact sur sa fonction de transport sélectif des esters de cholestérol depuis les HDL (Babitt et al., 1997).

• Rôle de SR-BI chez l’homme

SR-BI est un récepteur « multi-ligands » qui permet le transfert lipidique depuis et vers différentes classes de lipoprotéines, en particulier les HDL (Acton et al., 1996). Il stimule le flux bidirectionnel du cholestérol libre entre les cellules et les lipoprotéines. Il est ainsi responsable de la stéroïdogénèse, de la synthèse des acides biliaires et de leur sécrétion, ainsi que du retrait du cholestérol non estérifié périphérique. Dans les cellules hépatiques, SR-BI induit le transfert des esters de cholestérol depuis les HDL vers la membrane plasmique sans que ceux-ci soient dégradés (Rhainds et al., 2003). Il va donc permettre de modifier la quantité et la répartition du cholestérol au sein de micro-domaines lipidiques ciblés de la membrane plasmique (résumé dans (Dreux et al., 2009)) où il va par ailleurs être localisé (Rhainds et al., 2004). Enfin, SR-BI permet également l’internalisation des esters de cholestérol au sein des lysosomes pour qu’ils y soient hydrolysés (Brundert et al., 2005). La délétion du gène SR-BI in vivo a montré l’induction d’athérosclérose accélérée chez la souris (Trigatti et al., 1999).

o Caractérisation fonctionnelle de SR-BI

Dans un contexte physiologique, SR-BI peut se lie avec la plus grande affinité aux HDL, mais également au LDL oxydés, aux LDL acetylés, mais aussi aux VLDL ou à la sérum amyloïde dans un contexte inflammatoire (Cai et al., 2005).

Les glycosylations 108 et 173 apparaissent essentielles au transfert des lipides depuis les HDL sans être impliquées directement dans la liaison à ces lipoprotéines (Viñals et al., 2003). Des chimères BI/CD36 ont également permis de confirmer que la région N-terminale de SR-BI et son caractère hydrophobe étaient indispensables aux flux de cholestérol libre vers les HDL et à leur redistribution au sein de la membrane plasmique (Kartz et al., 2014)

D’autre part, le tunnel à feuillets ß de SR-BI, traversant la protéine dans sa longueur, semble être impliqué dans le transfert sélectif des lipides, de même que les autres récepteurs de la famille CD36, en permettant l’échange d’esters de cholestérol entre les lipoprotéines à haute densité (HDL) et la membrane cellulaire (Acton et al., 1996; Rhainds et al., 2003). Une étude a ainsi rapporté que le réactif thiosemicarbazone ou BLT-1 (Blocker of lipid transport 1) était capable d’inhiber le transfert de cholestérol par SR-BI en se liant à la cystéine 384, localisée dans le tunnel hydrophobe de la protéine, confirmant ainsi l’hypothèse fonctionnelle de ce tunnel comme étant destiné au transfert lipidique (Yu et al., 2011). SR-BI est également capable de former des oligomères pouvant potentialiser sa fonction : différentes études montrent que six résidus cystéines conservés, la partie N-terminale du récepteur mais également un motif glycine transmembranaire N-terminal, sont impliqués dans la formation de complexes protéiques (résumé dans (Shen et al., 2018)).

o Autres ligands de SR-BI

Enfin, il est intéressant de noter que SR-BI peut également se lier à des composants des membranes bactériennes comme les lipopolysaccharides des bactéries à gram négatif et l’acide lipotéichoïque des bactéries à gram positif (Bocharov et al., 2004). De fait, SR-BI est potentiellement responsable de l’internalisation de protéines bactériennes et mammifères contenant des hélices amphiphiles, et pourrait contribuer à l’invasion cytosolique bactérienne (Vishnyakova et al., 2006).

o SR-BI et signalisation

SR-BI est impliqué dans certains processus de signalisation. En effet, alors que les domaines intracellulaires du récepteur ne présentent pas de domaine de signalisation intrinsèque, une interaction avec c-Src a été observée suite à la liaison des HDL à SR-BI, ainsi que l’activation en cascade des PI3 kinases, et de la voie de signalisation Akt/MAPK. Cette cascade engendre la phosphorylation et l’activation des eNOS (Endothelial nitric oxyde synthase) dans les cellules endothéliales (Résumé dans (Shen et al., 2018)). La protéine adaptatrice PDZK1 semble requise pour coupler la partie C-terminale du récepteur avec la kinase SRC afin de permettre l’activité de signalisation de SR-BI. D’autres cascades de signalisation ont été rapportées, comme l’activation de l’AMP-activated protein kinase par la liaison de l’ApoA1, ou encore la production de cytokines et l’efflux de cholestérol lors de la liaison à la protéine sérique amyloïde A (Shen et al., 2018).

• Rôle de SR-BI dans l’entrée du virus de l’Hépatite C

SR-BI semble jouer plusieurs rôles lors de l’invasion par le virus de l’hépatite C : il serait impliqué dans la phase initiale d’attachement via son interaction avec des apolipoprotéines, comme l’Apo E, présente à la surface des particules virales, puis dans la liaison irréversible du virus à la membrane via la liaison de la protéine virale E2 (Dao Thi et al., 2012; Scarselli et al., 2002). Les composés lipoprotéiques vont ainsi permettre au virus de mimer les ligands de l’hôte (comme les LDL) afin d’interagir avec SR-BI (Dao Thi et al., 2012). SR-BI permettrait également l’enrichissement de la membrane cellulaire en cholestérol des HDL, induisant la formation de micro-domaines favorisant le recrutement de récepteurs d’entrée et l’internalisation du virus. Les HDL augmentent ainsi la réplication mais cet effet peut-être inhibé par l’utilisation de composés BLT, bloquant le canal hydrophobe de SR-BI (Bartosch et al., 2005), soulignant ainsi l’importance du transfert lipidique dans l’infection. Enfin, il participerait au relargage de l’apolipoprotéine ApoC-I, recrutée à la surface du virus, et favoriserait sa fusion avec la membrane cellulaire (Résumé dans (Dao Thi et al., 2011)).

o Caractérisation fonctionnelle de SR-BI lors de l’entrée de HCV

Lors de la phase de liaison irréversible, SR-BI entre en interaction avec la région hypervariable de E2 (Scarselli et al., 2002) mais il est possible que cette interaction ne soit pas une liaison directe. SR-BI permettrait également le passage de la particule virale à une structure « ouverte » permettant l’entrée du virus dans la cellule, sachant qu’E2 et ses glycanes sont également impliqués dans ce phénomène (Prentoe and Bukh, 2018; Prentoe et al., 2019).

En se basant sur l’absence de liaison entre E2 et le récepteur SR-BI murin, Catanese et al. ont montré grâce à des chimères de SR-BI humain/murin qu’un domaine de 17 acides aminés (AA 70 à 87- proche de la région transmembranaire N-terminale) et un résidu unique du domaine extracellulaire (AA210) du récepteur humain étaient impliqués dans la liaison à la protéine soluble E2 du virus (Catanese et al., 2010). Cette étude suggère également que des régions protéiques distinctes au sein de SR-BI seraient impliquées dans l’interaction avec les HDL ou avec les particules virales. D’autre part, l’interaction entre SR-BI et PDZK1 ne semble pas jouer de rôle dans l’entrée du HCV (Dreux et al., 2009).

Enfin, l’inhibition de SR-BI et CD81 par des anticorps bloquants montre que leur utilisation est quasiment concomitante (Zeisel et al., 2007) même s’il est plus probable que la liaison à SR-BI précède celle à CD81 (Evans et al., 2007).

• Rôle de SR-BI dans l’infection par Plasmodium

En contraste avec le virus HCV qui nécessite l’utilisation séquentielle de SR-BI et de CD81 pour son entrée, les sporozoïtes envahissent les cellules hépatiques en utilisant les récepteurs CD81 ou SR-BI, suivant l’espèce de Plasmodium impliquée (Manzoni et al., 2017; Silvie et al., 2006b). Deux études de 2008 démontrent que SR-BI joue un rôle déterminant dans l’invasion et le développement intrahépatique chez P. berghei (Rodrigues et al., 2008; Yalaoui et al., 2008a). En effet, l’utilisation de siRNA ou d’anticorps bloquants dans les cellules humaines Huh7 (ayant une forte expression de SR-BI mais très peu de CD81) inhibe l’infection par les sporozoïtes.

L’ajout de BLT-1, -2 et -4, inhibiteurs du transport lipidique de SR-BI depuis les HDL, inhibe l’infection par P. berghei et P. falciparum (n’utilisant pas la voie SR-BI), suggérant l’implication du tunnel hydrophobe de SR-BI dans le processus d’invasion mais aussi dans le développement des formes exo-érythrocytaires. Il est également important de noter que, comme pour CD81, le taux d’expression du récepteur SR-BI à la surface de cellules Huh7 ou Hela est corrélé au taux d’infection par P. berghei (Rodrigues et al., 2008).

o Une voie d’invasion dépendante de SR-BI

Les résultats obtenus chez la souris SR-BI -/- doivent être analysés avec précaution car la délétion de ce gène entraîne une augmentation de HO-1 (heme oxigenase 1) et du stress oxydatif qui bloque la réponse inflammatoire contre le parasite et créé donc un environnement permissif. Contrairement à l’augmentation attendue du taux d’infection par P. berghei, les souris SR-BI

-/-ont m-/-ontré un taux d’infection égal aux souris wild type : cela m-/-ontre que l’inhibition de l’infection induite par l’absence de SR-BI était suffisamment importante pour contrecarrer l’augmentation de la permissivité des cellules, induite par augmentation de HO-1. Les souris hétérozygotes SR-BI +/-, qui ont le même niveau de HO-1 que les souris wild type, ont montré un niveau d’infection diminué, confirmant ainsi le rôle de SR-BI dans l’infection in vivo (Rodrigues et al., 2008). L’étude de Yalaoui et al. renforce cette hypothèse en concluant à un rôle encore plus important de SR-BI avec une diminution de 65 à 75% de l’infection chez les souris SR-BI -/- lors d’une infection par P. berghei (Yalaoui et al., 2008b).

Rodrigues et al. indiquent également que l’addition de LDL acétylés ou oxydés dans le milieu pendant l’invasion induit une diminution significative de celle-ci, impliquant une compétition avec l’interaction directe entre SR-BI et le parasite (Rodrigues et al., 2008).

Ces données sont confirmées en 2017 où Manzoni et al. montrent que les sporozoïtes de P. berghei envahissent les lignées cellulaires HepG2, exprimant SR-BI mais dénuées de CD81. Sur les cellules présentant les deux types de récepteurs (HepG2/CD81), les sporozoïtes de P. berghei peuvent ainsi utiliser deux voies d’entrée alternatives (Manzoni et al., 2017). L’équipe montre également que l’invasion par les sporozoïtes de P. vivax est quant à elle dépendante de SR-BI (Manzoni et al., 2017).

o Cholestérol et infection

En 2008, une autre étude révèle que lorsque la voie dépendante de CD81 est utilisée par P. yoelii, la présence du récepteur SR-BI augmenterait la permissivité de la cellule à l’invasion en permettant l’enrichissement de la membrane en cholestérol et donc en facilitant l’organisation de CD81 en micro-domaines à tétraspanine (Yalaoui et al., 2008a) (Figure 23). En effet, l’utilisation d’anticorps bloquants contre SR-BI sur des hépatocytes primaires murins, pendant 3 heures en amont de l’infection, ou l’utilisation de souris SR-BI-/-, montre une diminution de 67 à 77% de l’infection par P. yoelii (idem pour P. falciparum) qui utilise la voie dépendante de CD81.

D’autre part, l’hypothèse d’un rôle possible de SR-BI dans l’enrichissement de la membrane en cholestérol lors de l’invasion est renforcée par le fait que l’inhibition du transport lipidique de SR-BI par l’utilisation de BLT diminue à 90% l’infection par P. falciparum qui ne requiert pourtant pas la voie SR-BI (Foquet et al., 2015; Manzoni et al., 2017; Rodrigues et al., 2008). De plus, la déplétion en cholestérol ne semble affecter l’invasion que lorsqu’elle s’effectue

par la voie dépendante de CD81 dans les lignées murines Hepa1-6 et non dans les lignées humaines exprimant SR-BI comme les Huh7 ou les Hela (Silvie et al., 2007).

Enfin, SR-BI posséderait également un rôle dans la phase de développement des formes exo-érythrocytaires du parasite en leur fournissant les lipides nécessaires à leur développement. Rodrigues et al. corrobore cette hypothèse en montrant l’expression péri-vacuolaire de SR-BI ainsi que la réduction du nombre et de la taille des EEFs après une déplétion en lipides internes et externes, également montré par Yalaoui dans les hépatocytes SR-BI -/- (Rodrigues et al., 2008; Yalaoui et al., 2008a).

FIGURE 23 : MECANISME HYPOTHETIQUE DE LA VOIE D’ENTREE CD81-DEPENDANTE CHEZ PLASMODIUM (YALAOUI ET AL., 2018) Le taux de L-FABP semble augmenté dans les cellules sur-exprimant SR-BI, suggérant que SR-BI ou d’autres molécules similaires pourraient activer son expression. L-FABP, originairement localisé dans le réticulum endoplasmique, pourrait être séquestré au niveau de la vacuole parasitophore et permettre l’importation du cholestérol et des acides gras cytosoliques, permettant ainsi le développement des formes exo-érythrocytaires de Plasmodium (Yalaoui et al., 2008a) (Figure 23).

En conclusion, le rôle précis de SR-BI ainsi que ses déterminants fonctionnels au cours de l’invasion des hépatocytes doivent encore être investigués. En effet, une meilleure connaissance du mécanisme complexe de l’invasion permettrait la recherche des ligands potentiels de ce récepteur du côté parasitaire.

III.2.3.L

CD36

• Généralités

CD36, aussi appelé translocase des acides gras (FAT) est une glycoprotéine membranaire de 88 kDA qui appartient à la famille des récepteurs scavenger de classe B. Elle est présente sur la membrane plasmique des plaquettes, des érythrocytes, des cellules musculaires squelettiques, des monocytes, des adipocytes différenciés, des cellules épithéliales mammaires, des cellules endothéliales de la peau. Comme SR-BI, CD36 présente deux segments transmembranaires encadrant un domaine extracellulaire (Figure 24). La protéine CD36 a été cristallisée en 2016 (Hsieh et al., 2016). Elle possède donc également un tunnel hydrophobe, traversant l’intégralité de la protéine, qui servirait au passage des acides gras. Celui-ci est surmonté d’hélices apicales. Deux ponts disulfures (C313-C322 et C272-C333) stabilisent la structure. Enfin, cette protéine présente un domaine de liaison à la thrombospondine (bleu foncé).

FIGURE 24 : STRUCTURE MODELISEE DE CD36 D’APRES LA STRUCTURE DE LIMP-2 (NECULAI ET AL., 2013) • Rôle de CD36 chez l’homme

CD36 est un récepteur polyvalent ayant de nombreux rôles en fonction des types cellulaires, dans des contextes aussi bien physiologiques que pathologiques. Dans un contexte physiologique, CD36 présente de nombreux ligands que l’on peut classer en 3 catégories : les phospholipides modifiés, les acides gras à longues chaines et les protéines contenant des domaines homologues à la thrombospondine. Il existe plusieurs domaines de liaison aux LDL oxydés qui se situent majoritairement à l’apex de la molécule d’après la modélisation, en englobant l’hélice α4 et α5 (Figure 24 – vert foncé (AA 28-93), vert (AA 120-155) et turquoise (155-183)) dont un résidu lysine (K164) (Neculai et al., 2013).

Dans un contexte pathologique, le récepteur CD36 est impliqué dans la phagocytose des pathogènes par les cellules et contribue ainsi à la réponse immunitaire innée (McGilvray et al., 2000). Il est également impliqué dans de nombreux processus comme la formation des cellules spumeuses et l’athérosclérose, le diabète de type II, la thrombose, la maladie d’Alzheimer, l’obésité, la formation des tumeurs… CD36 se lie également à la thrombospondine, une protéine adhésive essentielle à l’interaction intercellulaire mais également entre les cellules et la matrice (Leung et al., 1992). Enfin, CD36 existe aussi sous une forme soluble qui est un indice associé à la résistance à l’insuline, à l’athérosclérose carotidienne et à la stéatose hépatique (D’après (Cheng et al., 2017)).

Contrairement à LIMP-2, sa conformation ne change pas en fonction du pH et reste en conformation ouverte pour le passage des acides gras grâce au remplacement du résidu H150 de LIMP-2, sensible au pH, par la phénylalanine (F153) dans CD36 (Hsieh et al., 2016).

• Rôle de CD36 dans l’entrée du virus de l’Hépatite C

Le récepteur CD36 membranaire semble contribuer à l’attachement du virus en se liant à la protéine E1 (Cheng et al., 2017). Sa forme soluble paraît augmenter l’infection virale sans que le mécanisme en soit élucidé : cela pourrait être dû à la dimérisation du récepteur et/ou à la complexation de CD36 soluble avec E1 et potentiellement d’autres récepteurs membranaires, augmentant l’adhérence virale. CD36 participe ainsi à l’infection indépendamment de SR-BI : l’extinction de l’expression de CD36 inhibe partiellement l’invasion de HCV et l’ajout d’anticorps bloquants contre SR-BI montre une inhibition additionnelle. En effet, SR-BI se lie a E2 alors que CD36 ne s’y lie pas (Catanese et al., 2010). De plus, l’infection à HCV induit l’augmentation de la quantité de protéines CD36 sous forme soluble et membranaire à la surface hépatocytes, ce qui pourrait faciliter la réplication virale. Des études cliniques montrent ainsi l’élévation de l’expression de ces deux types de protéines chez les patients atteints par HCV.

• Rôle de CD36 dans l’infection par Plasmodium o Au Stade sanguin

Dans le contexte du paludisme, CD36 joue différents rôles : il intervient au stade sanguin en jouant le rôle de récepteur de reconnaissance des pathogènes (PRR) du système immunitaire inné, chargé de détecter les motifs moléculaires associés aux pathogènes (PAMP), ici les molécules adhésives PfEMP1 des groupes B et C présentes à la surface des globules rouges infectés par P. falciparum (Gowda and Wu, 2018). CD36 permet ainsi la phagocytose des parasites et stimule la réponse immunitaire innée. Ce mécanisme est cependant détourné au profit du parasite et lui permet d’être séquestré au sein des capillaires sanguins en se liant aux cellules endothéliales vasculaires de divers organes afin d’éviter une épuration par la rate.

La charge parasitaire peut ainsi être régulée de façon à éviter de mettre l’hôte en danger (Cabrera et al., 2014). Cette cytoadhésion induit cependant l’obstruction des capillaires sanguins pouvant induire l’hypoxie des organes et, dans les cas les plus grave, un neuropaludisme.

D’après une analyse cristallographique de 2016, l’interaction de CD36 avec la protéine MCvar1 PfEMP1 est médiée par une phénylalanine apicale de CD36 (Figure 25 - F153- jaune) qui va interagir avec une poche hydrophobe du domaine CIDRα2.8 de MCvar1 PfEMP1 (Hsieh et al., 2016). Cette liaison abolit la fixation de CD36 aux LDL oxydés. En ciblant un domaine essentiel à la fonction de la protéine, le parasite réduit ainsi le risque d’un échappement de l’hôte par mutation de CD36 (Hsieh et al., 2016).

FIGURE 25 : BASES STRUCTURALES DE LA LIAISON DES PROTEINES PFEMP1 A CD36 (HSIEH ET AL., 2016)

Une étude montre également l’interaction entre CD36 et la protéine LISP-2 ou séquestrine de P. falciparum, appartenant à la famille des 6-cystéines, au cours de l’adhésion entre les globules rouges infectés et les cellules endothéliales de l’hôte (Ockenhouse et al., 1991). Cependant, ces résultats restent à confirmer car LISP2 est spécifique des stades hépatiques.

o Au Stade hépatique

L’intérêt pour l’étude du rôle de CD36 dans l’invasion au stade hépatique du paludisme provient des similarités de séquence entre les protéines parasitaires CSP et TRAP, et la thrombospondine, ligand physiologique de CD36 : ils possèdent en effet tous trois un motif CSVTCG, situé dans le domaine TSR de TRAP, qui est connu pour se lier à l’héparine et aux HSPGs (Frevert et al., 1993; Gantt et al., 1997). CD36 étant présent à la surface des cellules de Küpffer et des cellules de l’endothélium sinusoïdal, l’hypothèse a été émise que les protéines CSP et TRAP des sporozoïtes pourraient interagir avec le récepteur CD36 (Sinnis and Febbraio, 2002). Cependant l’utilisation d’un anticorps bloquant le domaine d’adhésion de CD36 sur des cellules

HepG2 ne modifie pas l’invasion des sporozoïtes de P. berghei. De plus, les souris déficientes pour CD36 montrent un taux d’infection par P. yoelii comparable aux souris wild type. Cet article conclut donc que le récepteur CD36 n’est pas impliqué dans l’invasion sans exclure la possibilité d’une redondance de sa fonction qui masquerait son importance dans l’invasion lors de sa délétion (Sinnis and Febbraio, 2002).

III.3.LE RECEPTEUR AUX EPHRINES EPHA2

• Généralités

Le récepteur aux éphrines EphA2 est une protéine transmembranaire à tyrosine kinase appartenant à la famille des récepteurs aux éphrines. Le gène EphA2, situé sur le chromosome 1 chez l’homme, code pour une protéine de 976 acides aminés avec un poids moléculaire de 130 kDA. La séquence protéique humaine est homologue à 90% avec celle de la souris. Sa région extracellulaire N-terminale présente un domaine de liaison au ligand (EphA1) suivi d’un domaine riche en cystéines avec un motif EGF ainsi que deux motifs fibronectines de type III

(Figure 26). La portion extracellulaire du récepteur est suivie d’une région transmembranaire puis d’une portion intracellulaire constituée d’un domaine kinase unique, d’un domaine SAM