Voie de signalisation de la MAPK p38 et régulation de la stabilité et de la traduction de

a) Généralités

Le TNF-a est une cytokine pro-inflammatoire du système immunitaire qui, lorsque sa production est déréglée, induit de nombreuses pathologies chez l’homme (cachexie, arthrite rhumatoïde,...). La production de cette cytokine est entre autre induite dans les cellules de type myéloïde suite à une stimulation par le LPS (lipopolysaccharide), un élément essentiel de la paroi des bactéries de type gram négatif. La partie 3’ non traduite de l’ARNm du TNF-a contient plusieurs éléments susceptibles de le déstabiliser ou d’inhiber sa traduction. L’un d’entre eux est un ARE de classe III. Plusieurs ARE-BPs sont capables de fixer cette région 3’ non traduite (voir plus haut) et de réguler par cette voie la stabilité et la traduction de ce messager.

L’effet stabilisateur de la MAPK p38 sur l’ARNm du TNF-a a été observé dans différents types cellulaires dont des monocytes humains (Wang et al., 1999) et la lignée de macrophages murins RAW 264.7 (Brook et al., 2000). Dean et al. montrent dans des cellules HeLa que cet effet stabilisateur de la MAPK p38 implique probablement une inhibition du processus de déadénylation du messager du TNF-a (Dean et al., 2003). Enfin, certaines données suggèrent, en plus du rôle de stabilisateur de l’ARNm dont nous parlons dans le chapitre suivant, un rôle traductionnel. C’est notamment le cas dans la lignée de monocytes THP-1 où l’on a pu observer, dans des cellules traitées au LPS après inhibition de p38 par un imidazole bicyclique nommé SK&F 86002, que l’ARNm du TNFa se dissociait des polysomes (Prichett et al., 1995). Néanmoins, les données concernant la manière dont la kinase p38 régule la traduction de l’ARNm du TNF-a ne permettent pas encore de déterminer avec certitude son mode d’action.

b) Effet de la Mapkapk-2 (MK2) sur la stabilité et la traduction de l’ARNm du TNFa

La protéine MK2 est une des Map Kinase cible de p38 (Rouse et al., 1994; Freshney et al., 1994). L’invalidation du gène codant pour la MK2 a révélé un rôle clef de cette protéine dans la régulation des ARNm porteurs de séquences ARE par la voie p38, en particulier pour l’ARNm du TNFa et les ARNm d’autres cytokines.

Les souris invalidées pour MK2 présentent une résistance accrue au choc endotoxique, principalement due à une réduction importante de la production de TNF-a dans leur sérum suite à une injection de LPS (Kotlyarov et al., 1999). Cette réduction de la biosynthèse du TNF-a est dépendant des ARE présents dans la région 3’ non traduite de l’ARNm puisque les souris dépourvues de l’ARE du TNF-a et déficientes en MK2 retrouvent un phénotype sauvage du point de vue de la production de TNF-a induite par le LPS (Neininger et al., 2002). Toujours selon ces deux études, l’effet régulateur de MK2 sur la production de TNF-a interviendrait au niveau de la traduction de l’ARNm, aucune réduction significative du taux d’ARNm n’ayant pu être détectée dans des souris déficientes en MK2. La régulation de l’ARNm de l’IL-6 fut aussi étudiée dans ces souris et il semblerait que celle-ci s’effectue au niveau de la stabilité de l’ARN plutôt qu’au niveau de sa traduction.

c) Les ARE-BPs cibles de MK2

Jusqu’à présent, seule la TTP a pu être identifiée comme protéine cible de la kinase MK2

impliquée directement dans la régulation de la biosynthèse du TNFa. L’invalidation du gène ttp a

permis de montrer qu’il était responsable de la déstabilisation de l’ARNm du TNF-a et que cet effet dépendait de l’ARE présent dans la partie 3’ non traduite (Carballo et al., 1999). En outre, cette invalidation réduit significativement la sensibilité de la production de TNF-a à la drogue SB203580, inhibiteur spécifique de la voie p38, suggérant fortement un lien entre la voie p38/MK2 et TTP (Carballo et al., 2001).

Des études biochimiques ont révélé plus tard que MK2 est capable de phosphoryler TTP (Chrestensen et al., 2004). Elle favorise ainsi sa liaison avec la protéine 14:3:3, responsable de l’inhibition de l’activité déstabilisatrice de TTP (Johnson et al., 2002; Stoecklin et al., 2004). Ces résultats peuvent sembler paradoxaux lorsqu’ils sont mis en regard avec l’absence d’effet sur la stabilité du transcrit TNF-a précédemment observée dans les études de Neininger et Kotlyarov sur les souris MK2 Néanmoins, ils peuvent s’expliquer par le fait que l’invalidation de MK2 semble responsable de la diminution de l’expression de la kinase p38 (Kotlyarov et al., 2002). Or, la voie de signalisation de la kinase p38 est nécessaire à l’activation de l’expression de la TTP

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(Mahtani et al., 20Q1; Tchen et ai., 2004). Par conséquent, il est probable que l’invalidation du

gène mk2 induise une diminution de l’expression de la TTP, contribuant ainsi à stabiliser

l’ARNm du TNF-a. Le lien entre la voie p38 et les autres protéines fixatrices des séquences ARE de l’ARNm du TNFa n’a, jusqu’à présent, pas pu être établi. La drogue SB203580 n’a, par exemple, aucune influence sur l’effet stabilisateur d’HuR (Dean et al., 2001) ou sur l’inhibition de la traduction du messager TNFa par la protéine TlA-1 (Piecyk et al., 2000). D’autre part, aucun élément n’a pu venir confirmer ou infirmer une influence de la voie p38 sur les fonctions des protéines AUF-1 et TIAR qui ont pourtant toute deux été identifiées comme protéines fixant les ARE du messager du TNFa (Wilson et al., 1999; Gueydan et al., 1999). Cependant, d’autres voies de signalisation semblent agir de la même manière que la voie p38 dans la stabilisation des messagers porteurs d’ARE. C’est notamment le cas de la voie PI3K (phosphoinoside 3 kinase) activée en réponse à l’insuline ou à des facteurs de croissance (Pour revue: Fayard et al, 2005). Cette cascade aboutit à l’activation de la kinase Akt qui, elle-même, est capable de phosphoryler l’ARE-BP KSRP (Gherzi et al., 2006). Elle inhibe ainsi son activité déstabilisatrice via un mécanisme analogue à l’inhibition de la TTP et impliquant la protéine 14:3:3 (Diaz-Moreno et al., 2009). On peut par conséquent imaginer un mécanisme d’inhibition par la famille 14:3:3 étendu à plusieurs ARE-BPS et faisant intervenir plusieurs voies de signalisation dont la voie p38.