LA TRANSMISSION DU SIGNAL

Ce point permet d’aborder deux aspects envisagés et analysés dans ce travail :

- en premier lieu, la relation dose-dépendante de l’activation du récepteur et ce malgré son mécanisme d’activation particulier ;

- ensuite, la description des cascades intracellulaires activées par le récepteur permettant

d’interpréter les résultats obtenus en termes de signalisation.

5.1. L

La nature catalytique de l’activation de PAR-1 signifie que même une très petite concentration d’une protéase pourrait activer l’ensemble des récepteurs présents à la surface cellulaire, après un temps suffisamment long. Cependant, les expériences ont montré que l’activation des récepteurs PAR est dose-dépendante. Ainsi, contrairement aux récepteurs qui ne nécessitent pas d’hydrolyse pour l’activation et pour lesquels l’intensité de la réponse dépend du nombre de récepteurs activés, les cellules stimulées via les récepteurs PAR sont sensibles à la vitesse d’activation des récepteurs, mécanisme lié à la concentration en protéases. Cela s’explique par le fait que chaque clivage de récepteur génère un "quantum" de

second messager, le récepteur étant actif durant un intervalle de temps fini^[157]. L’activation

temporelle limitée du récepteur est causée par un mécanisme de désensibilisation (mécanisme exposé plus loin) et ce, malgré la présence continuelle du "tethered-ligand". Dès lors, seule une concentration suffisamment élevée en protéases, entraînant un clivage simultané de nombreux récepteurs, permet de générer une quantité suffisante de seconds messagers

nécessaires à une réponse cellulaire^[154].

5.2. L

PAR-1

Lors de leur activation, les récepteurs PAR subissent des changements de conformation qui facilitent le couplage aux protéines G au niveau de la membrane

plasmique^{[109, 145]}. Grâce à l’utilisation de récepteurs chimériques, des expériences ont montré

que les protéines G interagissent avec la seconde boucle intracellulaire du récepteur PAR-1^[158].

A l’image de beaucoup d’autres récepteurs liés aux protéines G (GPCRs), les récepteurs PAR sont couplés à de multiples voies de signalisation et peuvent dès lors réguler de nombreuses fonctions cellulaires. Ainsi, PAR-1 interagit en particulier avec les sous-unités α suivantes[105, 109, 159, 160]

:

- αi2, de la famille des sous-unités Gαi/o, inhibitrice de l’adenylate cyclase ;

- α₁₂ et α₁₃, de la famille des sous-unités Gα₁₂ activant Rho et les SRE ("serum

response elements") ;

- α_q11, de la famille de sous-unités Gα_q activant la phospholipase C-β.

Il est à noter que le couplage de PAR-1 à ces différentes protéines G dépend fortement

du type cellulaire et de la relative abondance de ces protéines G^[102].

5.2.1. LA VOIE GαQ

La voie de signalisation principale passe par le couplage à αq11, qui active la

phospholipase C-β1 (PLC-β1). Cette dernière active à son tour la protéine kinase C-α (PKC-α)

et est aussi responsable de l’augmentation de la concentration en calcium intracellulaire.

Ensemble, Ca²⁺ et PKC activent de nombreuses voies de signalisation, incluant les

Ca²⁺/Calmoduline kinases (CaM) et les protéines kinases activées par les mitogènes (MAP

kinases)^{[105, 109]}.

5.2.2. LA VOIE Gα12

Le récepteur PAR-1 est également couplé aux protéines Gα12 et Gα13 qui provoquent

l’expression de gènes induite par AP-1 ("activating protein 1") dont l’activation dépend de

Ras, notamment dans les plaquettes et les cellules d’astrocytome^{[161, 162, 163]}. Cette voie joue un

rôle majeur dans la migration cellulaire et dans l’apparition de pseudopodes lors de

l’activation des plaquettes, grâce à l’interaction de Gα_12/13 avec les facteurs d’échange de

nucléotide guanine (GEFs, "guanine-nucleotide exchange factors") qui activent Rho, agissant

sur la forme cellulaire, et Rac, participant au remodelage du cytosquelette, notamment^{[163, 164,}

165]

5.2.3. LA VOIE GαI/O

Les récepteurs PAR-1 sont également couplés aux protéines Gαi, induisant une

inhibition de l’adenylate cyclase et de l’AMPc^{[166, 167]}. On ne retrouve actuellement que très

peu de documentation sur cette voie dans la littérature scientifique.

5.2.4. Les sous-unités βγ

Il apparaît aujourd’hui que les sous-unités βγ des protéines G, dont le rôle initial les

cantonnait au couplage des sous-unités α aux récepteurs[160]

, semblent activer certaines voies de signalisation. Ainsi, les sous-unités βγ induisent l’activation de la phosphatidylinositol-3

kinase (PI 3-kinase)^[168]. Les sous-unités βγ sont également couplées à d’autres voies, telles

celles menant à l’activation des récepteurs kinases liés aux protéines G (GRKs), des canaux

potassium (Ki) et des tyrosines kinases non récepteurs (TK)^[109]. Bien qu’en général, les

sous-unités βγ des récepteurs couplés aux protéines Gi activent les phospholipases-C β2 et β3[169]

,

aucune donnée sur ce sujet n’existe pour les récepteurs PAR-1^[112].

5.3. L

PAR-2

Contrastant avec le grand nombre d’études menées sur la signalisation intracellulaire induite par l’activation du récepteur PAR-1, très peu d’études ont porté sur les mécanismes liés au récepteur PAR-2. La raison en est probablement la faible expression des récepteurs PAR-2, par rapport à PAR-1, dans les cellules couramment utilisées pour l’étude des voies de signalisation (fibroblastes, cellules endothéliales …) Malgré cela, certaines voies de signalisation ont pu être caractérisées.

Bien qu’il n’y ait pas d’évidence directe liant PAR-2 à l’activation des protéines G, de nombreuses études démontrent que l’utilisation d’agonistes sélectifs pour PAR-2 induisent

l’apparition de seconds messagers typiques de l’activation de Gαq, Gαi et probablement

G12/13^[145].

Il a également été montré que PAR-2 active diverses voies kinases, telles la voie p38

MAP kinase^[170] et la voie ERK 1/2, mais d’une façon particulière. En effet, l’activation de

PAR-2 provoque le recrutement de la β-arrestine qui va servir d’intermédiaire pour le recrutement et l’organisation des kinases Raf-1, MEK 1/2 et ERK 1/2, dans un "module de signalisation MAP kinase", situé dans un puits mantelé ou des endosomes précoces (figure 16)^[171]. Cette structure permet à ERK 1/2 d’agir sur des cibles cytosoliques et l’empêche pénétrer dans le noyau.

Figure 16. Module de signalisation MAP kinase suite à l’activation de PAR-2^[109]

PAR-2 active également la voie de NFκB dans les kératinocytes et les myocytes[172,

173]

et les protéines tyrosine phosphatases intervenant dans la régulation de la phosphorylation

de Src^[174]. Enfin, des études récentes suggèrent le couplage de PAR-2 à JNK et p38 MAP