Voie AMPc/PKA

L’AMPc est un second messager impliqué dans la régulation de nombreuses voies de signalisation qui est capable d’activer de nombreuses protéines. Étant donné la diversité d’action de l’AMPc, cette section se concentrera seulement sur la voie AMPc/PKA, qui représente la principale voie d’activation de la stéroïdogenèse dans les cellules de Leydig (revue dans (Smith and Walker 2015)). À titre d’exemple, d’autres protéines peuvent être activées par l’AMPc telles que EPAC (Exchange protein activated by cAMP) (revue dans (Roscioni, Elzinga, and Schmidt 2008)), PKG (Protéine kinase G) (VanSchouwen et al. 2015) ou bien CAMK (Gambaryan et al. 2006)

Dans les cellules de Leydig, la LH se fixe sur son récepteur LHCGR et dans les cellules du cortex surrénalien, l’ACTH va se fixer sur son récepteur MC2R. Ces récepteurs

appartiennent à la famille des RCPGs et la fixation de leur ligand respectif conduit à l’activation de la protéine Gαs qui leur est associée afin d’activer l’adénylate cyclase (AC) et induire la conversion de l’ATP en AMPc. La fixation de l’AMPc sur les sous-unités régulatrices de la PKA entraine un changement de la conformation de la PKA permettant la libération des sous-unités catalytiques qui ont la capacité de phosphoryler des protéines cibles sur leurs résidus sérine et/ou thréonine (Novoselova et al. 2013). La PKA est composée de deux sous-unités régulatrices et deux sous-unités catalytiques qui comprennent chacune quatre isoformes différentes (Tasken and Aandahl 2004). Les sous-unités régulatrices présentent des affinités différentes à l’AMPc, ce qui permet une régulation de la signalisation. De plus, les multiples combinaisons entre sous-unités régulatrices et catalytiques permettent une diversité et une spécificité d’action de la PKA dans les différents types cellulaires (Tasken and Aandahl 2004). La PKA phosphoryle et active différents facteurs de transcription tels GATA4 (Tremblay and Viger 2003) et CREB (Hansson, Skalhegg, and Tasken 2000) dans le but de stimuler la stéroïdogenèse. La phosphorylation de CREB sur sa sérine 133 entraine son activation et permet sa fixation sur l’élément CRE pour ensuite recruter CBP (CREB (cAMP responsive element-binding protein) afin d’activer des gènes cibles impliqués dans la stéroïdogenèse (Manna et al. 2003). Star est une des cibles de CREB et au niveau du promoteur proximal de Star, de nombreux sites de liaison sont présents afin de répondre à différents facteurs de transcription (Manna et al. 2003). C’est le cas de NR5A1 qui peut se lier sur la région promotrice de Star et entrainer le recrutement de CREB. De plus, le facteur de transcription SP1 (Specificity Protein 1) peut interagir avec NR5A1 pour augmenter l’activité du promoteur de Star (Sugawara, Saito, and Fujimoto 2000). Dans la glande surrénale, il a été rapporté que SP1 participe également à la régulation de l’expression des gènes Akr1b7 et Cyp11a1, en réponse à l’AMPc à la suite de sa fixation sur leur promoteur (Aigueperse et al. 2001; Guo, Tsai, and Chung 1994)

Différents systèmes de contrôle de la voie AMPc/PKA permettent de réguler la signalisation afin de ne pas avoir une surproduction d’hormones stéroïdiennes. Les phosphodiestérases (PDE) permettent d’inactiver l’action de l’AMPc directement au sein de la cellule. Les PDEs sont phosphorylées par des kinases dépendantes de l’AMPc, dont la PKA, ce qui induit leur activation. Une fois activées, les PDEs convertissent l’AMPc en AMP

permettant de diminuer la quantité d’AMPc disponible dans la cellule et ainsi d’inhiber la voie PKA et les autres voies activées par l’AMPc (Moorthy, Gao, and Anand 2011; Tasken and Aandahl 2004). Les PDEs sont présentes sous différentes isoformes dont certaines sont spécifiques à un type cellulaire tandis que d’autres, comme les PDE8, sont ubiquitaires dans les cellules stéroïdogéniques (Tsai and Beavo 2011). Dans un modèle de souris KO pour PDE8A, une augmentation de la production de testostérone associée à une hausse de l’expression de Star a été démontrée (Vasta, Shimizu-Albergine, and Beavo 2006). Le même groupe de chercheurs a montré que l’inactivation de PDE8B induit une augmentation de la production de corticostérone par les cellules de la zone fasciculée (Tsai, Shimizu-Albergine, and Beavo 2011). L’augmentation des niveaux d’AMP dans la cellule à la suite de l’action des PDEs entraine l’activation de la kinase AMPK (AMP-activated kinase) (Revue dans (Hardie, Ross, and Hawley 2012). Cette kinase a la capacité d’induire une diminution de la stéroïdogenèse, à la fois en diminuant l’expression de Star et Nr4a1 et en augmentant l’expression de cFos (FBJ murine osteosarcoma viral oncogene homolog) et Nr0b1 (Abdou, Bergeron, and Tremblay 2014). Des phosphatases (PP) permettent également de diminuer la signalisation en déphosphorylant les protéines activées par la PKA. La stimulation de la production de l’AMPc inhibe la PP-IIA, cependant l’activité de la PP-I ne sera pas modifiée (Poderoso et al. 2002). La PP-I pourra donc déphosphoryler CREB sur sa sérine 133, bloquant alors son activité pour engager la transcription de gènes impliqués dans la stéroïdogenèse (Hagiwara et al. 1992). De plus, les protéines d’ancrage AKAP (A-kinase anchoring protein) ont un double rôle dans le contrôle de l’activité de la voie PKA. Ces protéines peuvent interagir avec les sous-unités catalytiques de la PKA et modifier la localisation intracellulaire de la PKA la rendant ainsi moins disponible. Les AKAPs peuvent également interagir avec des PDEs ce qui entraine l’inactivation des sous-unités régulatrices de la PKA (Tasken and Aandahl 2004; Wong and Scott 2004).

Dans les cellules de Leydig, il a été montré que d’une façon similaire à l’AMPc, la GMPc (Guanosine monophosphate (GMP) cyclique) joue également un rôle dans la stimulation de la stéroïdogenèse. La GMPc est une forme cyclique du GMP qui a été cyclisé à partir du GTP par la guanylate cyclase et son action serait principalement provoquée par une protéine kinase G afin d’assurer le contrôle basal de la stéroïdogenèse en régulant l’activation

de STAR (Andric et al. 2007; Middendorff et al. 2000). Les PDEs vont également permettre d’inactiver la GMPc afin d’arrêter la signalisation et diminuer la stéroïdogenèse (Andric et al. 2010).

Le récepteur MC2R est principalement exprimé dans les cellules du cortex surrénalien ainsi que dans le tissu adipeux chez la souris, bien que son expression soit négligeable par rapport à celle retrouvée dans la surrénale (Grunfeld et al. 1985). Au niveau des cellules du cortex surrénalien, la sécrétion des glucocorticoïdes est sous le contrôle de l’ACTH qui est capable, au moins in vitro, d’augmenter la transcription de Mc2r grâce au recrutement de NR5A1 (Cammas et al. 1997; Marchal et al. 1998). Comme vu précédemment dans la zonation de la zone fasciculée (Section #A.4.2.3.2), les protéines accessoires MRAP sont également importantes pour assurer la fonction du MC2R, notamment en permettant sa localisation à la membrane (Metherell et al. 2005)