I. 2.3.1.4.2 Expression et rôles physiologiques de TRAIL et de ses récepteurs.
I.2.6. Les deux types de réponse cellulaire aux ligands de mort : type I et type II.
Le contexte cellulaire ajoute un niveau de complexité pour la compréhension de la signalisation induite par les ligands de mort. En effet, deux grands types de réponses aux ligands de mort ont été décrits dans les cellules sensibles à l’apoptose médiée par les DR, selon plusieurs critères (Barnhart et al., 2003). Ceci a essentiellement été étudié pour la réponse à CD95L mais existerait aussi pour la réponse à TRAIL (Ozören & El-Deiry, 2002). On distingue en effet deux groupes de types cellulaires, les cellules dites de type I (telles que les thymocytes, les lignées cellulaires SKW6.4 et H9) et les cellules de type II (telles que les hépatocytes, les cellules !-pancréatiques, les lignées cellulaires Jurkat et CEM).
La distinction entre les deux grands types de cellules est initialement basée sur la nécessité de l’intervention, ou non, de la voie mitochondriale pour l’induction de mort. Il a ainsi été d’abord décrit que la surexpression de protéines anti-apoptotiques de la famille de Bcl-2, i.e Bcl-2 ou BcL-XL, permet d’inhiber la mort induite par CD95L dans les cellules de type II, alors que la mort des cellules de type I n’est pas affectée par de telles manipulations. A l’inverse, la surexpression de Bcl-2 n’inhibe pas la mort induite par TRAIL dans les CEM, pourtant considérées comme cellules de type II pour la signalisation de CD95 (Keogh et al.,
2000). Il a également été mis en évidence que les thymocytes de souris doublement déficientes pour Bax et Bak sont sensibles à l’apoptose dépendante de CD95 (Lindsten et al., 2000), tandis que des cellules de carcinomes coliques humaines Hct 116 déficientes en Bax résistent à la mort induite par TRAIL (LeBlanc et al., 2002). Comme mentionné précédemment, des cellules de type II Jurkat déficientes en caspase-9 sont partiellement résistantes à la mort induite par CD95L. Ainsi, ces différents travaux suggèrent que les cellules de type II nécessitent l’activation de la voie intrinsèque pour mourir suite à l’activation des DR, contrairement aux cellules de type I. L’importance de la voie mitochondriale pour les cellules de type II a également été suggérée par des études réalisées in vivo. En effet, alors que l’injection d’un anti-CD95 agoniste à des souris sauvages induit une apoptose hépatocytaire massive et rapide conduisant à une hépatite fatale, ce phénomène n’est pas observé ou ralenti chez des souris déficientes en Bid ou doubles déficientes pour Bax et Bak, ce qui a ainsi permis de mettre en évidence l’importance de l’activation de la voie mitochondriale dans les hépatocytes qui sont donc des cellules de type II (Yin et al., 1999 ; Wei, 2001). De plus, dans les cellules de type II, contrairement aux cellules de type I, le niveau en XIAP est augmenté suite à la stimulation de CD95. La déficience en XIAP (ou son inhibition) permet de restaurer la sensibilité hépatique à l’apoptose induite par CD95L de souris Bid déficientes (Jost et al., 2009). Il est à noter que l’effet protecteur de la surexpression de Bcl-2 ou de Bcl-XL dans les cellules de type II a été remis en cause par une étude utilisant du CD95L membranaire pour l’induction de mort (Huang et al., 1999).
Les cellules de type I et de type II peuvent aussi être distinguées selon l’efficacité de formation du DISC, suite à la liaison des ligands de mort sur leurs récepteurs. En effet, la formation du DISC dans des cellules de type I est bien plus efficace que dans les cellules de type II. Ceci conduit donc à une activation plus précoce et plus importante de la caspase 8 dans les cellules de type I, ce qui expliquerait alors la nécessité d’une amplification mitochondriale du signal de mort dans les cellules de type II (Scaffidi et al., 1998).
Les cellules de type I et de type II pourraient également être distinguées selon leur réponse à certaines formes de CD95L (Figure 16). Ainsi, la forme sCD95L (S2) est cytotoxique vis-à-vis des cellules de type II, mais pas des cellules de type I (Tanaka et al., 1995). En l’utilisant sur 58 lignées cellulaires tumorales, l’équipe de Marcus Peter a mis en évidence qu’environ la moitié des lignées sensibles à l’apoptose induite par un anti-CD95 agoniste sont de type I, et l’autre moitié, de type II (Algeciras-Schimnich et al., 2003). De
plus, les lignées de type I expriment préférentiellement des marqueurs mésenchymateux tandis que les cellules de type II expriment préférentiellement des marqueurs épithéliaux. Les auteurs ont ainsi suggéré que les types I et II pourraient ainsi correspondre à différents stades de la carcinogénèse qui met en jeu la transition épithélio-mésenchymateuse (Algeciras- Schimnich et al., 2003).
Il a été également suggéré que la nécessité, ou non, de l’internalisation de CD95 pour l’induction de mort est un critère de distinction entre les cellules de type I et II. En effet, l’internalisation dans les cellules de type I permettait le recrutement des composants du DISC et l’induction de la signalisation apoptotique, alors qu’elle n’est pas nécessaire dans les cellules de type II (Lee et al., 2006). De plus, l’induction d’apoptose a été proposée comme dépendant de l’actine dans les cellules de type I, contrairement aux cellules de type II (Algeciras-Schimnich & Peter, 2003). Cependant, l’importance de l’internalisation et de l’implication du cytosquelette d’actine dans l’induction de la signalisation apoptotique médiée par le récepteur CD95 dans les cellules de type I dépendrait du type de ligand utilisé. En effet, comme décrit classiquement, une étude a confirmé que l’anticorps agoniste APO 1-3 induit un signal apoptotique dépendant de l’actine dans les cellules de type I testées (SKW6.4 et
Figure 16. Effet de différentes formes de CD95 sur des cellules de type I ou II. Les cellules SKW6.4 (S) et H9 (H) de type I et les cellules CEM (C) et Jurkat (J) ont été stimulées avec un anti-APO-1 ou différentes formes de CD95L. L’induction d’apoptose est évaluée (de ++, les plus sensibles à -, les moins sensibles ; nd, non déterminé). Les nombres correspondent aux acides aminés de CD95L. C(B), CEM exprimant Bcl-XL ; J(B), Jurkat exprimant Bcl-2 ; PA, protéine A ; sCD95L, CD95L soluble ; mCD95L, CD95L membranaire ; * réponse apoptotique aigue. (Barnhart et al., 2003)
H9), alors que l’induction d’apoptose par cet anticorps ne dépend pas de l’actine dans les cellules de type II (Jurkat et CEM) (Chaigne-Delalande et al., 2009). Contrairement à ce qui est observé avec l’anticorps anti-CD95, l’inhibition pharmacologique de la polymérisation de l’actine n’affecte pas la formation du DISC et l’induction d’apoptose par CD95L soluble dans les cellules de type I et II (Chaigne-Delalande et al., 2009). L’anticorps APO 1-3 induit l’endocytose massive et rapide des récepteurs CD95 dans les cellules de type I, et de façon plus lente et plus réduite dans les cellules de type II, phénomène inhibé par l’incubation de cellules avec des inhibiteurs de la polymérisation de l’actine (Chaigne-Delalande et al., 2009). A l’inverse et quelque soit le type de cellule considéré, aucune internalisation de CD95 n’a été observée avec CD95L (Chaigne-Delalande et al., 2009). Il a également été proposé que les récepteurs CD95 étaient constitutivement localisés au sein des rafts dans les cellules de type I, contrairement aux cellules de type II (Eramo et al., 2004 ; Muppidi & Siegel, 2004).