Équipe : MAP kinases cellules souches et différenciation hématopoïétique
Responsable : Françoise PORTEU
La thrombopoiétine (TPO) et son récepteur (Mpl) joue un rôle majeur dans l'expansion et la différenciation des mégacaryocytes ; elle permet également la survie et l'expansion des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Les leucémies sont en général caractérisées par une prolifération incontrôlée, une diminution de la mort cellulaire et un blocage de la différenciation. La caractérisation des mécanismes de transmission d'un signal de prolifération et de survie par le récepteur Mpl ainsi que l'étude des effecteurs cellulaires de la TPO est par conséquent un pas en avant vers la compréhension des évènements moléculaires conduisant à la leucémogenèse. Les travaux de notre groupe ont mis en évidence l'importance de la voie MAPK (mitogen-activated protein kinases) ERK dans la transition prolifération/différenciation du lignage mégacaryocytaire induite par la TPO (voir publications de l'équipe; Mol Cell Biol,1997, 17:4991; Blood, 1999, 94:1601; Blood 2002, 99:1174). Des anomalies de la voie d'activation Ras/MAPK, notamment une activation constitutive de celle-ci dans certains cancers et hémopathies souligne l'importance que cette voie pourrait avoir dans le processus de leucémogénèse. Comprendre comment un signal ubiquiste peut être transformé en signal spécifique dans un progéniteur mégacaryocytaire ou une CSH, quels sont les mécanismes d'action des MAPK et leurs cibles, quels sont les mécanismes par lequel la TPO de façon unique durée et amplitude du signal MAPK, sont donc des objectifs majeurs.
Pour cela, nous avons développé un programme de recherche autour de trois grands axes :
1/ Recherche des voies de signalisation permettant l'activation des MAPK de façon unique par la TPO. Nos études ont révélé l'importance de la coopération des GTPases Ras et Rap1 dans l'activation des MAPK par la TPO (Mol Cell Biol, 2001, 21: 2659). Nous tentons maintenant d'identifier les mécanismes mis en jeu dans l'activation de ces voies et définir le rôle de Rap1 dans la maturation des mégacaryocytes ;
2/ Identification des substrats activés par les MAPK en réponse à la TPO. Par criblage d'une banque d'expression issue d'une lignée mégacaryoblastique avec ERK2, nous avons isolé de nouveaux substrats de ERK. L'étude de l'un des ces substrats, IEX-1, a démontré un rôle de cette protéine dans la signalisation des MAPK et l'apoptose (EMBO J, 2002 ; Oncogene 2003). La possibilité que IEX-1 soit un médiateur spécifique du signal TPO-ERK est renforcée par le fait que dans le contexte megacaryocytaire, IEX-1 est induit spécifiquement par la TPO, et qu'il est une cible du facteur de transcription AML-1 impliqué dans le développement à la fois des CSH et des mégacaryocytes (Blood, 2006). Les fonctions de IEX-1 s'étendent au delà de son rôle régulateur de l'activité des MAPK. En effet, IEX-1 contrôle également la durée et l'intensité du signal Akt (article en préparation). Nous avons récemment caractérisé une sous famille de phosphatases PP2A, les PP2A contenant la sous unité B56, en tant que régulateur spécifique de la phosphorylation de ERK et d'AKT. IEX-1 induit la phosphorylation des PP2A-B56 et inhibe leur activité. Il est le premier exemple d'inhibiteur protéique d'origine non virale régulant spécifiquement l'activité d'une sous famille de PP2A (EMBO J, 2006). L'étude plus approfondie des mécanismes contrôlant l'activité et les fonctions de IEX-1 dans l'hématopoïèse en utilisant une stratégie siRNA, ainsi que l'identification des partenaires de IEX-1 par une approche protéomique, sont en cours.
3/ Analyse de la dérégulation de la voie MAPK dans des hémopathies humaines touchant le compartiment mégacaryocytaire et/ou les CSH, dans lesquels la TPO joue un rôle important. Notamment, la mise en évidence d'une voie de signalisation Rap1-ERK en réponse à la TPO, nous a conduit à rechercher l'existence de mutations de ce gène dans les syndromes myélodysplasiques et leucémies aiguës myéloïdes. Nous avons observé la présence de cDNA Rap1B présentant des mutations dans des codons conservés activateurs Bien que cet évènement soit rare, il suggère un rôle oncogénique éventuel de Rap1B dans les cellules myéloïdes (Leukemia, 2005, 19 : 1678). Nous étudions également la dérégulation de la voie MAPK par l'oncogène OTT-MAL associé à la leucémie aiguë mégacaryoblastique du nourrisson (Coll. O. Bernard). Enfin, nous recherchons s'il existe une régulation anormale de IEX-1 et de l'activité des PP2A-B56 dans des LAM présentant des translocations dérégulant le gène AML-1 et/ou une activation constitutive de ERK en l'absence de mutation de Ras. La mise en évidence d'une activité phosphatase constitutive sur les voies ERK et AKT des mutants non phosphorylables de B56 devraient à terme, nous permettre de concevoir la réalisation de vecteurs ou peptides suppresseurs de tumeurs.
