I. Répression génique au cours de la myélinisation
A. Le contrôle transcriptionnel de la myélinisation
Les signaux à l’origine de la myélinisation convergent sur un certain nombre de facteurs de transcription (protéines interagissant avec les zones régulatrices de leurs gènes-cibles pour en moduler le niveau d’expression) pour conduire la transition d’immatures, de cellules prolifératives promyélinisantes aux cellules myélinisantes. Plusieurs facteurs de transcription ont été découverts pour jouer des rôles clés dans cette transition et l’exécution du programme transcriptionnel dirigeant la myélinisation. Ces facteurs de transcription, leur rapport de régulation et les voies de signalisation intracellulaire qui modulent leur activité ont fait l’objet de nombreuses études. Ces études ont révélé différents circuits de régulation de la myélinisation du système nerveux périphérique. Un circuit de promotion de la myélinisation, composé de Sox10 et des facteurs à domaine POU Oct6/Scip et Brn2, régule l’expression du facteur de transcription Krox20/Egr2 (les 2 noms sont attribués au même facteur de transcription) et dirige le passage du stade promyélinisant au stade myélinisant. Plus récemment, un deuxième circuit d’antagonisme croisé de Kroxβ0 vis-à-vis de C-Jun et Sox2 a été décrit pour diriger une démyelinisation active après un traumatisme du nerf.
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Figure 16: Grandes lignes d’un réseau de régulation de gènes de myéline associé à la différenciation des cellules de Schwann et les facteurs de transcription majeurs impliqués dans la transition du stade promyélinisant au stade myélinisant. Les flèches indiquent l’activation tandis que les lignes indiquent la répression. Ces voies de régulation présentent l’induction de plusieurs gènes dans les cellules de Schwann myélinisantes comme la MPZ, la MBP, la Cx32 et la HMG CoA réductase. (d’après Svaren et al., β008).
Comme beaucoup de facteurs transcriptionnels, l’effet de Kroxβ0 sur un certain nombre de gènes cibles est déterminé par son association avec des co-activateurs et des co-répresseurs. Krox20 est lié à l’histone pγ00 acetylase et le cofacteur HCF1 (Luciano et Wilson, β00γ) et est identifié comme un composant du complexe contenant l’histone MLL H3K4 methylases (Yokoyama et al., 2004). Cependant, un « screening » des protéines agissant avec Krox20 a identifié surtout des co-répresseurs comme la protéine Nab qui réprime la transcription médiée par EGR2 (Russo et al., 1995 ; Svaren et al., 1996, 1998). La ligase Sumo Piasx est une protéine agissant comme un co-répresseur (Garcia-Dominguez et al., 2006) et le membre Ddx20 de la famille des ARN hélicases (Gillian et Svaren, 2004) bien que leurs fonctions dans les cellules de Schwann n’ont pas été explorées.
De ces co-facteurs, la preuve la plus repandue soutient un rôle essentiel des co-répresseurs Nab dans la régulation de l’expression des gènes de la myéline. Une des mutations d’EGR2 est associée à la neuropathie congénitale hypomyélinisante sévère (I268N, Warner et al., 1998) empêchant la liaison d’EGR2 aux protéines Nab (Warner et al., 1998).
Figure 17: Régulateurs de la myélinisation : l’état myélinisé ou non myélinisé est déterminé par la balance opposant les systèmes de signalisation. Les régulateurs positifs dominent dans les nerfs normaux pendant que les régulateurs négatifs dominent dans les nerfs sectionnés ou en condition pathologique. Au cours du développement, les régulateurs négatifs peuvent
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intervenir dans la programmation du début et le taux de myélinisation. (d’après Mirsky et al., 2008)
Figure 18: Sites fonctionnels de Krox20. Sur la figure (A), la configuration des sites de liaison de Krox20 au sein de la connexin 32 et le gène MPZ. Les éléments du promoteur de la connexin 32 et ceux des introns de MPZ sont activés par EGR2 et Sox10, et les configurations similaires des sites sont trouvées dans les gènes de MBP et de MAG. Sur la figureB, des mutations variées d’EGRβ associées à des neuropathies périphériques humaines. Pour des détails exacts, se referer à la base de données sur les mutations au cours des neuropathies périphériques héréditaires. (http:/www.molgen.ua.ac.be/CMTMutations/). (d’après Svaren et al., 2008). Les mutations dominantes ont été trouvées au sein des trois « zincs fingers » et altèrent généralement la liaison de l’ADN à EGR2. En plus, une mutation récessive dans le domaine de liaison de Nab a été identifiée dans une famille. La perte de la liaison de Nab peut permettre d’identifier la cible défectueuse du complexe de remodelage de la chromatine. L’importance des co-répresseurs Nab pour la régulation de la myélinisation du système nerveux périphérique par EGR2 a été confirmée par un double « knock out » des gènes Nab1/Nab2, ce qui donne un résultat très similaire à celui des souris déficientes en EGR2. Une letalité précoce et une neuropathie
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périphérique sont le résultat d’un arrêt de la myélinisation (Le et al., β005b). Bien que les co-répresseurs Nab puissent interagir avec d’autres régulateurs transcriptionnels, un récent « knock out» de l’analyse d’un allèle Nab résistant à Krox20 a confirmé l’importance de l’interaction des protéines Nab à Krox20 (Desmazieres et al., 2008). Les protéines Nab sont des répresseurs actifs quand elles sont recrutées pour des matrices transcriptionnelles (Svaren et al., 1998 ; Swirnof et al., 1998). Des analyses sur des délétions de Nab2 ont montré qu’il a deux domaines indépendants de répression, un de ses deux interagit avec la protéine CHD4 (Srinivasan et al., 2006). CHD4 est la sous-unité essentielle de NuRD du complexe « chromatin-remodeling ». L’analyse de l’expression de Nab suggère que les protéines Nab agissent aussi comme des inhibiteurs d’EGR2. En effet, la caractérisation des promoteurs Nab1 et 2 a permis d’identifier de multiples sites de liaison d’EGR2 (Le et al., 2005b) et des analyses récentes indiquent que les co-répresseurs Nab sont induits par Krox20 et d’autres facteurs de transcription neureguline dépendante (Le et al., 2005b ; Nagarajan et al., 2001 ; Srinivasan et al., 2007). Une perte de Nab1 est à l’origine d’une présence notable de surexpression des gènes myéliniques (Le et al., 2005b), des résultats similaires sont obtenus avec une suppression de l’allèle résistant de Nab à Kroxβ0 (Desmazieres et al., β008).
Des études récentes ont découvert un nombre de gènes qui seraient reprimés par EGR2 (directement ou indirectement) au cours du développement du système nerveux périphérique. L’expression d’EGR2 dans les cellules de Schwann est à l’origine d’une regulation négative du marqueur L1 des cellules de Schwann immatures (Parkinson et al., 2003), elle bloque aussi l’activité et l’expression de C-Jun (Parkinson et al., 2004, 2008). Des analyses de souris hypomorphes pour Krox20 ont montré que ce dernier régule négativement l’expression du facteur de transcription Sox2 (Le et al., 2005a) qui est généralement associé à une pluripotence et une maintenance du phénotype des cellules souches d’une variété de lignée cellulaire. Par ailleurs l’expression de Kroxβ0 dans les cellules de Schwann réprime celui de Sox10 (Parkinson et al., 2008) ; l’induction de Soxβ et d’Oct6 a été aussi observé après une délétion induite de Krox20 dans les cellules de Schwann immatures (Decker et al., 2006). La répression de ces gènes requiert l’interaction des protéines Nab avec Krox20. Oct6, Sox2, Id2 sont régulés positivement en absence de la fonction de Nab (Desmazieres et al., 2008, Le et al., 2005b).
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