Système Activateur du Plasminogène

2. Inhibiteur de l’activateur du plasminogène de type-1

actif soluble

actif soluble

^actif_matriciel

2. Inhibiteur de l’activateur du plasminogène de type-1

2.2 Rôle de PAI-1 dans l’adhérence et la migration cellulaire

2.2.1 Système Activateur du Plasminogène

L’effet de PAI-1 dans l’adhérence et la migration cellulaire dépend d’un ensemble de

protéines nommé système Activateur du Plasminogène (PAs). Celui-ci comprend le plasminogène, la

plasmine, l’activateur du plasminogène de type urokinase (uPA), le récepteur membranaire de

l’activateur du plasminogène (uPAR), le récepteur transmembranaire de la macroglobuline 2 (

2-MR) et le récepteur des lipoprotéines de faible densité (LRP).

Le plasminogène, principalement synthétisé et sécrété par les hépatocytes (Zhang, Seiffert et

al. 2002), est le précurseur de la plasmine. Son gène se nomme PLG et est localisé sur le chromosome

6 (6q26). Sa forme protéique possède un domaine protéasique à son extrémité carboxyterminale

(Suenson and Thorsen 1981; Castellino and Ploplis 2005) et un site de liaison avec des protéines

matricielles telles que la lamine, la fibronectine et la vitronectine à son extrémité aminoterminale

(Salonen, Saksela et al. 1985; Preissner 1990). Sa liaison peptidique Arg

-Val

peut être hydrolysée

par la forme active de l’uPA liée à son récepteur membranaire (Figure 10a). Les deux chaînes

protéiques ainsi générées restent associées de manière covalente par deux ponts disulfures et forment

une enzyme bicaténaire active : la plasmine. Celle-ci dégrade les composants de la matrice

extracellulaire tels que la fibronectine, la lamine, l’élastine et le collagène : soit directement, soit en

activant différentes pro-métalloprotéinases (pro-MMP-1, -3, -7, -9, -12 et -13). En régulant la

protéolyse péricellulaire, la plasmine joue un rôle important dans la migration protéolytique telle que

la migration mésenchymateuse.

L’uPA est une glycoprotéine bicaténaire d’environ 49 kDa, codée par le gène PLAU localisé

sur le chromosome 10 (10q24). Elle est constituée d’un domaine protéasique à son extrémité

aminoterminale, d’un domaine catalytique Ser-protéase à son extrémité carboxyterminale, d’un site de

liaison de haute affinité à l’uPAR et d’un site de liaison à ses inhibiteurs, notamment PAI-1 (Gunzler,

Steffens et al. 1982; Gunzler, Steffens et al. 1982; Alfano, Franco et al. 2005; Castellino and Ploplis

2005). Lorsqu’il est sécrété par les cellules, l’uPA est sous forme monocaténaire inactive nommée

pro-uPA ; il est converti en enzyme active suite à la protéolyse de sa liaison peptidique Lys

-Ile

par

diverses protéases et notamment la plasmine, son activateur physiologique principal (Sun, Chen et al.

2002) (Figure 10a). La forme active de l’uPA catalyse le clivage du plasminogène en plasmine qui en

retour active de nombreuses protéases (notamment les métalloprotéinases) et facilite la dégradation de

la matrice extracellulaire (Kjoller 2002; Sun, Chen et al. 2002; Dass, Ahmad et al. 2008). L’uPA est

sécrété par les cellules vasculaires endothéliales, les cellules musculaires lisses, les leucocytes, les

fibroblastes et les cellules endothéliales (Montuori, Rossi et al. 2002); mais aussi en condition de

stress inflammatoire, d’angiogenèse et, au cours du processus cancéreux où il est facteur de mauvais

pronostic (Seetoo, Crowe et al. 2003; Duffy 2004; Harbeck, Kates et al. 2004).

L’uPAR est une glycoprotéine globulaire d’environ 37 kDa, codée par le gène PLAUR

localisé sur le chromosome 19 (19q13). Elle est ancrée dans la membrane grâce à un domaine GPI

(glycosylphosphatidylinositol) et possède un site de liaison avec l’uPA (Ploug 2003). Elle joue un rôle

principalement dans la protéolyse péricellulaire via sa localisation membranaire et sa liaison avec

l’uPA, mais aussi dans l’adhésion grâce à sa capacité à se lier directement à la vitronectine ou en

formant les complexes [intégrine:vitronectine] et [uPA:PAI-1:vitronectine] (Kanse, Kost et al. 1996;

Li, Lawrence et al. 2003; Degryse, Resnati et al. 2005; Madsen, Ferraris et al. 2007; Madsen and

Sidenius 2008) (Figure 10). De plus, il a également été montré que l’uPAR est capable de réguler la

signalisation cellulaire lorsqu’il est co-localisé à la membrane avec les intégrines, elles-mêmes liées au

cytosquelette et à diverses protéines intracellulaires : ainsi il participe à la transduction de différents

signaux biochimiques en activant des voies de signalisations impliquées dans la migration, la

prolifération et la survie cellulaire (Preissner, Kanse et al. 2000; Blasi and Carmeliet 2002; Blasi and

Sidenius 2010; Smith and Marshall 2010) mais aussi il participe à la transmission de signaux

biomécaniques qui ont pour principale conséquence une réorganisation du cytosquelette (Wang,

Planus et al. 1995). L’expression de l’uPAR est ubiquitaire mais particulièrement élevée chez les

cellules cancéreuses (Seetoo, Crowe et al. 2003; Duffy 2004).

L’ 2-MR (504 KDa) et LRP (522 KDa) sont des protéines transmembranaires, codées

respectivement par les gènes LRP1 (chromosome 12, 12q13-q14) et LRP2 (chromosome 2, 2q24-q31).

Leur principale fonction décrite est l’internalisation du complexe [uPAR:uPA:PAI-1] (Nykjaer,

Conese et al. 1997; Stefansson, Muhammad et al. 1998; Czekay, Kuemmel et al. 2001) (Figure 10b).

Elles sont localisées à la membrane de diverses cellules et en particulier chez les cellules cancéreuses

où elles jouent un rôle dans la progression tumorale (Langlois, Perrot et al. 2010).

Figure 10. Rôle du système PAs dans l’adhérence et la migration cellulaire. La migration protéolytique, les

migrations uPAR- et intégrines- dépendantes sont favorisées dans un microenvironnement pauvre en PAI-1 (a)

tandis que seule une migration non-protéolytique est favorisée dans un microenvironnement riche en PAI-1 (b).

Protéolyse

MMPs

Pro-MMPs

Plasminogène

Plasmine

PAI-1

Pro-uPA

Sécrétion Migration

protéolytique Migrations uPAR- et

intégrines- dépendantes

Microenvironnement

pauvre en PAI-1

Vitronectine

uPA