a La voie canonique WNT/β-caténine
La voie canonique des WNTs induit une accumulation de la β-caténine dans le cytoplasme et sa translocation dans le noyau. La β-caténine agit comme un coactivateur des facteurs de transcription de la famille TCF/LEF. En absence de stimulation par des protéines WNTs, le pool majoritaire de β-caténine est maintenu inactif par un complexe de destruction. Ce complexe est composé des protéines APC (adenomatosis polyposis coli) et Axin qui sont des protéines d’ancrage et des kinase GSK3 (glycogen synthase kinase 3) et CK1α (casein kinase 1α). GSK3 et CK1α sont constitutivement active et phosphorylent la β-caténine qui sera reconue par l’ubiquitine ligase E3 (βTrCP). La β-caténine va ensuite être dégradée par le protéasome (figure 26).
Les protéines WNTs vont se lier sur leur récepteur Frizzled et leurs corécepteurs LRP-5/6. Cette liaison induit le recrutement à la membrane et l’inactivation des protéines du complexe de destruction. Une protéine cytoplasmique DSH (Dishevelled) est également recrutée à la membrane et son rôle est d’inactiver la kinase GSK3. La forme non phosphorylée de la β-caténine transloque dans le noyau. En tant que facteur de transcription, cette protéine peut réguler les gènes cibles des protéines WNT (Clevers and Nusse 2012).
b Rôles de la voie WNT/β-caténine dans la fonction reproductrice
La voie des protéines WNT intervient dans de nombreux processus mais plus particulièrement au moment de l’embryogénèse. Certaines protéines de cette famille sont connues pour leurs rôles dans la formation, la régression ou encore la différenciation des canaux de Müller.
Figure 27 : Modèle de régression des canaux de Müller au cours de la différenciation sexuelle mâle. L’expression de WNT7a dans l’épithélium des canaux de Müller est essentielle à l’expression du récepteur de l’AMH dans le mésenchyme. Le foetus mâle sécrète de l’AMH qui va se fixer sur son récepteur, AMHRII, au niveau du mésenchyme des canaux de Müller. AMHRII recrute les récepteurs de type I ActR-IA et BMPR-IA et les phosphorlent. Les Smad1/5/8 intracellulaires vont à leur tour être recrutées et phosphorylées par les récepteurs de type I. Les Smad1/5/8 vont ensuite activer directement ou indirectement l’expression de WNT4 dans les canaux de Müller du foetus mâle. WNT4 permet la stabilisation de la beta-caténine dans le mésenchyme du canal de Müller. Il est également possible que d’autres protéines WNT interviennent dans ce processus. La beta-caténine s’associe avec les facteurs de transcription de la famille LEF pour réguler ses gènes cibles. Le signal émit par le mésenchyme pour induire l’activation de l’apoptose dans l’épithélium est inconnu. Chez la femmelle, l’absence de production foetale d’AMH permet aux canaux de Müller de se différencier (Kobayashi, Stewart et al. 2011).
La protéine WNT4 a été décrite comme intervenant dans la formation des canaux de Müller et apparait comme ayant un rôle majeur dans le maintien de ces canaux de Müller chez la femelle (Vainio, Heikkila et al. 1999). Les souris KO pour Wnt4 meurent peu de temps après la naissance. L’étude de ces souris KO à 18.5 jpc a montré que les souris femelles KO pour le gène Wnt4 ne présentent pas de canaux de Müller (Vainio, Heikkila et al. 1999). Pour pouvoir étudier l’effet de l’absence de WNT4 sur l’ovaire adulte, des souris KO conditionnelles ont été générées. Chez les souris Amhr2-cre/Wnt4fx/- l’expression de Wnt4 est abolie uniquement dans les cellules de la granulosa (Boyer, Lapointe et al. 2010). Ces souris sont hypofertiles et présentent de petits ovaires. A 42 jours post-partum, les souris ne présentent que peu de follicules antraux en bonne santé, ce qui est potentiellement dû à une augmentation de l’atrésie folliculaire. Ces résultats montrent que la protéine WNT4 est importante pour une fonction reproductrice normale chez la femelle et joue un rôle sur la survie des follicules antraux en croissance.
La protéine WNT7a est essentielle pour la régression de ces canaux ainsi que pour leur différenciation. WNT7a est exprimée dans l’épithélium du canal de Müller et les souris mâles mutantes pour cette protéine présentent une rétention des canaux de Müller (Parr, Cornish et al. 2001). Les souris femelles présentent une différenciation anormale du mésenchyme et une absence d’utérus (Miller and Sassoon 1998).
Des études montrent que la voie de la β-caténine serait essentielle pour la régression des canaux de Müller. En effet, la β-caténine s’accumule dans le mésenchyme du canal de Müller (Allard, Adin et al. 2000). La génération de souris KO conditionnelles pour Wnt4 ou Ctnnb1 (gène codant pour la β-caténine) dans le mésenchyme du canal de Müller a permis de mettre en évidence le rôle essentiel de ces deux protéines pour la régression (Kobayashi, Stewart et al. 2011). L’équipe de Richard Behringer propose un modèle pour la régression des canaux de Müller. L’AMH produite par les cellules de Sertoli activerait via ActR-IA/BMPR-IA les Smad1/5/8. Une fois activées, les Smads induiraient l’expression de Wnt4 (et potentiellement d’autres Wnt). WNT4 permettrait d’activer la β-caténine induisant la régression des canaux de Müller (Kobayashi, Stewart et al. 2011) (figure 27).
Une étude a montré que la suractivation de la β-caténine pouvait causer des tumeurs testiculaires. En effet, des souris mutantes dont la β-caténine a été activée constitutivement dans les cellules de Sertoli présentent des tumeurs sertolienne à 8 mois (Chang, Guillou et al. 2009).
Chez les souris surexprimant la β-caténine, l’AMH produite par les cellules de Sertoli est capable d’inhiber la tumorigenèse. L’équipe de José Teixeira a utilisé un modèle de souris surexprimant la β-caténine et dont le gène codant pour le récepteur de l’AMH a été invalidé. Ces souris présentent une tumeur des cellules de Sertoli et de Leydig quelques semaines après la naissance avec une prévalence de 100% (Tanwar, Commandeur et al. 2012).
Une étude a montré en 2005 que dans la lignée de cellules de Sertoli SMAT-1 transfectée avec un rapporteur de la voie β-caténine, l’AMH n’avait pas d’effet sur l’expression de ce rapporteur (Belville, Jamin et al. 2005). L’AMH ne semble pas modifier la voie β-caténine dans les cellules de Sertoli. L’étude du rôle de l’AMH sur cette voie dans les cellules de la granulosa est traitée dans la partie résultats de ce manuscrit (page 175).
La dérégulation de la voie de la β-caténine peut également être la cause de cancer des cellules de la granulosa. En effet, des cellules de la granulosa tumorales humaines et équines présentent une augmentation de la forme active de la β-caténine dans le noyau. De plus, des souris exprimant une forme constitutivement active de la β-caténine présentent des tumeurs de la granulosa à partir de 6 semaines (Boerboom, Paquet et al. 2005). Toutes ces données montrent que la dérégulation de la voie WNT/ β-caténine est une cause majeure de cancers gonadiques. L’AMH participerait à l’inhibition de la tumorigenèse en inhibant cette voie.
Cyp19a1 (codant pour l’aromatase), est un gène dont l’expression est régulée par la
FSH dans les cellules de la granulosa. Une étude a mis en évidence que la β-caténine augmentait l’expression de Cyp19a1 induite par la FSH. De ce fait, la β-caténine aurait un rôle sur la production des oestrogènes et la maturation folliculaire (Parakh, Hernandez et al. 2006).