Le rôle des récepteurs ALK1 et ALK5, et leurs effecteurs Smads, dans la formation des podosomes induits par le TGFβ1 dans les cellules endothéliales aortiques

Abstract

Le TGF-β (Transforming growth factor-β) régule de nombreux processus cellulaires et la dérégulation de la signalisation du TGF-β est associée à divers troubles vasculaires. Dans le laboratoire du Dr Génot, le TGF-β a été découvert comme étant le facteur capable d’induire la formation de podosomes organisés en superstructures, appelées rosettes, dans les cellules endothéliales aortiques. Les podosomes sont des structures à base d’actine, formées de façon transitoire, capables de dégrader la matrice extracellulaire (MEC). Dans ce projet, nous avons étudié les récepteurs du TGF-β et les mécanismes moléculaires associés, impliqués dans la formation des podosomes en réponse au TGF-β dans le modèle des cellules endothéliales aortiques bovines primaires (BAEc). Deux types de récepteurs du TGF-β de type I (TβRI), ALK5 et ALK1, régulent les réponses au TGF-β dans les cellules endothéliales, ALK5 étant un récepteur ubiquitaire et ALK1 étant un récepteur dont l’expression est restreinte aux cellules endothéliales. Ces deux récepteurs contrôlent l'activation de protéines Smads distinctes et réagissent à la stimulation par le TGF-β. ALK5 active Smad2/3 et ALK1 active Smad1/5/8. BMP9 est un autre ligand d’ALK1. ALK1 n'active pas Smad2/3 dans les BAEc et BMP9 inhibe la formation des podosomes induite par le TGF-β. La stimulation de Smad1/5/8 par le traitement au TGF-β est induite par la signalisation du complexe ALK1/ALK5. En utilisant une approche à base de siRNA ciblant l’un ou l’autre des TβRI, l’induction des podosomes par le TGF-β est supprimée. Cependant, la transfection des TβRI constitutivement actifs (CA) a montré que l’expression du CA-ALK5 se substitue au TGF-β pour induire des podosomes alors que l'expression du CA-ALK1 est inefficace. Concernant la signalisation en aval des TβRI, l'implication des protéines Smads a également été étudiée dans la régulation du processus. La diminution d’expression de Smad3 abolit complètement la formation des podosomes induite par le TGF-β alors que la déplétion des protéines Smad1 ou Smad5 augmente leur formation. La surexpression des protéines Smad2 ou Smad3, elles aussi, dans une certaine mesure, se substituent aux signaux du TGF-β, alors que la surexpression de Smad1 diminue la formation des podosomes en réponse au TGF-β. Le TGF-β est également capable de moduler la formation d'un autre type de structure d'actine appelée étoiles d’actine. Le nombre de cellules présentant des étoiles d'actine diminue avec le traitement au TGF-β. Cependant, dans les cellules déficientes en Smad3, la formation de ces étoiles d’actine semble être stimulée par le TGF-β. Dans les BAEc, la rigidité ainsi que les protéines de la MEC semblent aussi moduler la formation des podosomes et des étoiles d'actine. Ces travaux démontrent que, bien que le TGF-β stimule à la fois ALK5 et ALK1, la signalisation d’ALK5 induit la formation des podosomes et la signalisation d’ALK1 atténue ce signal. Les voies canoniques, par l’intermédiaire de la régulation des protéines Smads, contribuent à la formation des podosomes induits par le TGF-β dans les BAEc.