Structure de la protéine CD

Le CD44 est une protéine transmembranaire contenant trois domaines, un domaine extracellulaire, un domaine transmembranaire et un domaine cytoplasmique.

Domaine extracellulaire

fonctionner comme un site d’ancrage de plusieurs composantes de la matrice extracellulaire, notamment le collagène, la fibronectine et le hyaluronan (HA). Ce dernier est le principal ligand de CD44. C’est un polymère de disaccharides (D-glucuronique et D- N-acétylglucosamine), pouvant avoir une taille allant jusqu’à 10,000 kDa (Laurent & Fraser 1992). Plusieurs études ont démontré, par des approches différentes, la liaison de CD44 au HA avec une affinité plus grande pour les molécules de HA de haut poids moléculaire (Underhill & coll. 1983; Naor & coll. 1997). Cette affinité varie d’une isoforme à une autre vu que la taille du domaine extracellulaire varie selon la taille et le nombre d’exons inclus par épissage alternatif (Jackson & coll. 1995). Il a été démontré que plusieurs isoformes ont une affinité diminuée pour le HA par rapport à l’isoforme standard, telles que CD44v6-10, CD44v7-10, CD44v3 et 8-10 (Naor & coll. 1997).

L’affinité de CD44 au HA peut aussi être modulée par les modifications posttraductionnelles que peut subir le domaine extracellulaire de CD44, notamment des O- et N-glycosylations (Bartolazzi & coll. 1996). En effet, chez l’humain six sites potentiels de N-glycosylation et sept sites de O-glycosylation ont été identifiés (Goldstein & coll. 1989), tandis que chez la souris il y en a cinq et dix respectivement (Zhou & coll. 1989). Une autre modification est la liaison de glycosaminoglycanes (GAGs,) comme l’heparane sulfate, le keratan sulfate et la chondroitine sulfate (Stamenkovic & coll. 1989).

Le domaine extracellulaire est séparé du domaine transmembranaire par une courte séquence d’acides aminés (46 acides aminés) nommée «Stem structure» (Fig. 7). Cette séquence contient les sites potentiels de clivage du CD44 ainsi que le site d’insertion des différents exons inclus par épissage alternatif ce qui pourrait allonger la taille de cette séquence jusqu’à 341 acides aminés chez l’humain et 426 acides aminés chez la souris (Screaton & coll. 1992; Ponta & coll. 2003).

Domaine transmembranaire

hydrophobes. Ces acides aminés sont tous conservés entre l’homme et la souris (Zhou & coll. 1989). Cette région est riche en résidus cystéine qui sont importants pour la fonction de la protéine vu leur capacité à former des ponts disulfides induisant l’oligomérisation des molécules de CD44 ainsi que leur liaison au domaine lipidique de type Rafts (Neame & coll. 1995; Liu & Sy 1996).

Domaine cytoplasmique

d’homologie entre les espèces étudiées à ce jour (Stamenkovic & coll. 1989; Screaton & coll. 1992). Il contient les motifs importants pour son interaction avec d’autres protéines

indispensables à sa fonction ainsi qu’à sa localisation subcellulaire. Le premier partenaire intracellulaire de CD44 à être isolé est l’ankyrine, protéine à travers laquelle CD44 interagit avec le cytosquelette (Kalomiris & Bourguignon 1988). Cette interaction peut aussi être médiée par d’autres protéines de la famille des ERM (Ezrine, Radixine, Moésine) qui sont des protéines de liaison au cytosquelette impliquées dans la redistribution des molécules d’adhésion et l’organisation de la structure de la membrane cellulaire (Tsukita & coll. 1994).

Figure 8. Structure protéique du CD44s comparée à l’isoforme la plus longue (CD44v1-v10). Cette figure montre les différents domaines de CD44, le domaine N-

terminal ou extracellulaire (DNT), la structure en tige (Stem), le domaine transmembranaire (DTM) et le domaine cytoplasmique. Adapté de (Ponta & coll. 2003).

Des expériences de délétion et de mutagenèse ont démontré que le domaine cytoplasmique joue un rôle important dans la régulation de la liaison de CD44 à son ligand HA (Lesley & coll. 1992). Cette région de CD44 humain et de souris contient respectivement six et dix sites potentiels de phosphorylation (Kalomiris & Bourguignon 1989). Il a été démontré que la phosphorylation de ce domaine augmente l’affinité de CD44 à l’ankyrine (Kalomiris & Bourguignon 1988). D’un autre coté Neame et Isacke ont montré que la localisation subcellulaire de CD44 dépendait de la phosphorylation des résidus Ser303 et Ser305 (Neame & Isacke 1992).

CD44 soluble

du domaine extracellulaire de la protéine (Cichy & coll. 2002). Il a été montré que le sCD44 peut aussi être produit de novo par la synthèse d’une protéine dépourvue de ses domaines transmembranaire et cytoplasmique (Yu & Toole 1996). Les isoformes de CD44 incluant des exons variables sont plus enclins à être clivées que l’isoforme standard (Bartolazzi & coll. 1995). L’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques a permis de démontrer que les métalloprotéinases endogènes ainsi que les sérines protéases sont impliquées dans le clivage de CD44, notamment les membres de la famille ADAM, les métalloprotéinases de type 1 (MT1-MMP) et de type 3 (MT3-MMP) (Okamoto & coll. 1999; Kajita & coll. 2001; Shi & coll. 2001).

Le sCD44 est secrété dans plusieurs liquides biologiques comme le sérum, la lymphe et le liquide synoviale (Katoh & coll. 1994). Les concentrations sériques du sCD44 varient selon l’espèce ainsi que d’une pathologie à l’autre (Katoh & coll. 1994). Ces taux

diminuent chez les patients atteints d’immunodéficience ou bien de maladies auto-immunes (Schlosser & coll. 2001) et sont nettement plus élevés chez les patients atteints de cancers (Molica & coll. 2001). Cette augmentation a suscité l’intérêt des chercheurs à investiguer son utilisation potentielle comme biomarqueur de la croissance des tumeurs et leur métastase et plus particulièrement les isoformes sCD44v5 et sCD44v6 (Cichy & Pure 2003).

Le rôle physiologique du sCD44 est attribué à sa capacité de compétitionner avec le CD44 de surface pour la liaison de ses ligands. Il a été démontré que sCD44 inhibe la liaison du HA au CD44 de surface, cette inhibition dépend de l’affinité du sCD44 à lier le HA (Katoh & coll. 1994; Peterson & coll. 2000). Il a été aussi suggéré que le clivage de CD44 pourrait être utilisé pour interrompre les liens formés par le CD44 entre les cellules ou bien entre les cellules et la matrice extracellulaire et ainsi favoriser la migration de ces cellules (Cichy & Pure 2003).