caractérisation des enzymes bovines et étude préliminaire du rôle ...

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Exposé bibliographique : Effecteurs de la myogenèse __________________________________________________________________________________________ culture (Kocamis et al., 2002). Par la suite, ils activent les facteurs de transcription myogénique provoquant l’expression des gènes structuraux nécessaires à la formation des myotubes du muscle squelettique (Zorzano et al., 2003). Une étude réalisée in vitro sur des somites de poulets en 2000 par Pirskanen et ses collaborateurs démontre que les trois principaux IGFs sont capables d’induire la myogenèse, ceci en synergie avec d’autres facteurs tels que les βFGF, le TGF-β1 et Shh (Sonic Hedgehog) Ces facteurs peuvent également induire une hypertrophie des myotubes lors du développement du muscle squelettique (Zorzano et al., 2003). En effet, l'ajout d’IGF-I à des myoblastes en culture provoque une augmentation de leur activité mitotique, suivie de l’induction de leur programme de différenciation (Semsarian et al., 1999). Cet effet passe par une altération des niveaux d’expression de Myf5, p21, Myogénine, MRF4, et de certaines cyclines. Les souris transgéniques surexprimant IGF-I présentent une hypertrophie musculaire (Musaro et al., 1999), alors que la délétion des gènes codant IGF-I, IGF-II et les récepteurs IGF, conduit à une diminution de la masse musculaire associée à des troubles du développement (Kocamis et al., 2002). 3.3.1.2 La famille Wingless (WNTs) Les membres de la famille Wnt sont des glycoprotéines sécrétées, impliquées dans de nombreux processus développementaux. Aujourd'hui, 19 membres de cette famille sont identifiés chez l'Homme (Miller, 2002). Ce sont des homologues de la protéine Wingless, premièrement identifiée chez la drosophile (Rijsewijk et al., 1987). Les récepteurs des Wnts sont les protéines Frizzled (10 membres chez l'Homme) qui comptent sept domaines transmembranaires. La fixation des Wnts à leurs récepteurs entraîne l'activation d'une cascade de signalisation conduisant à l'expression de gènes spécifiques du muscle (Cossu et Borello, 1999). Ainsi, il a été démontré que dans des explants de mésoderme présomitique de souris, les structures axiales (tube neural) exprimant Wnt-1, 4 et 5a, activent préférentiellement dans le dermomyotome l'expression de Myf5 tandis que l’ectoderme dorsal exprimant Wnt-7a, active préférentiellement MyoD (Cossu et al., 1996). Des expériences d’invalidation chez le poulet ont montré que les Wnts agissent en synergie avec Shh. En effet, ce dernier sécrété par la notochorde rend les cellules progénitrices musculaires compétentes pour l’activation des gènes myogéniques en présence 108

Exposé bibliographique : Effecteurs de la myogenèse __________________________________________________________________________________________ des Wnts. Cependant, il semble que Shh soit nécessaire seulement de manière transitoire puisqu’il n’est plus requis à des étapes plus tardives de la somitogenèse (Ridgeway et al., 2000). Des protéines antagonistes des WNTs ont été mises en évidence. Par exemple, la protéine Cerberus se fixe directement aux WNTs pour inhiber leur fixation à leurs récepteurs et permet ainsi la formation des structures de la tête (Piccolo et al., 1999). La proteine WIF-1 (WNT inhibitory factor-1) se fixe elle aussi aux WNTs pour inhiber leur fixation à leurs récepteurs au niveau des somites et permet leur compartimentation. En effet, des expériences d’ARN interférence réalisées afin de supprimer l’expression de cette protéine au niveau des somites d’embryons de xénope ont entraîné la formation d’un second axe antéro-postérieur et une désorganisation des somites (Kawano et Kypta, 2003). WIF-1 est une protéine secrétée possédant cinq domaines EGF. Une recherche in silico dans les bases de données moléculaires et une analyse de la séquence m’ont permis d’identifier que deux de ses domaines EGF chez l’Homme et la souris (le 3 ème et le 5 ème ) sont potentiellement Ofucosylables. Aucune étude n’a encore porté sur le rôle de sa glycosylation dans ses interactions avec les WNTs. 3.3.2 Les inhibiteurs 3.3.2.1 La famille des Transforming growth factors β (TGFβ) Plus de quarante membres ont été identifiés dans cette superfamille qui peut être subdivisée en deux sous-familles majeures : les TGF-β de type Activine/Nodal et les BMP/GDF/MIS (Bone Morphogenetic Protein/Growth and Differentiation Factor/Muellerian inhibiting substance). Ces différents facteurs sont regroupés sur la base d'homologies de séquences et sur la spécificité de la voie de signalisation qu’ils activent. Ces ligands partagent un grand nombre de récepteurs dont les arrangements induiront différentes voies de signalisation. La superfamille des TGF-β joue un rôle très important dans les stades précoces de l’embryogenèse, et dans le maintien de l’homéostasie des tissus adultes, en régulant la croissance et la différenciation cellulaire, ainsi que l’apoptose (Shi et Massague, 2003). Les TGFβ sont des inhibiteurs de la différenciation myogénique. Ils bloquent de nombreuses étapes dont la fusion des myoblastes et l'accumulation de protéines spécifiques du 109

Exposé bibliographique : Effecteurs de la myogenèse<br />

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<strong>des</strong> Wnts. Cependant, il semble que Shh soit nécessaire seulement de manière transitoire<br />

puisqu’il n’est plus requis à <strong>des</strong> étapes plus tardives de la somitogenèse (Ridgeway <strong>et</strong> al.,<br />

2000).<br />

Des protéines antagonistes <strong>des</strong> WNTs ont été mises en évidence. Par exemple, la<br />

protéine Cerberus se fixe directement aux WNTs pour inhiber leur fixation à leurs récepteurs<br />

<strong>et</strong> perm<strong>et</strong> ainsi la formation <strong>des</strong> structures de la tête (Piccolo <strong>et</strong> al., 1999). La proteine WIF-1<br />

(WNT inhibitory factor-1) se fixe elle aussi aux WNTs pour inhiber leur fixation à leurs<br />

récepteurs au niveau <strong>des</strong> somites <strong>et</strong> perm<strong>et</strong> leur compartimentation. En eff<strong>et</strong>, <strong>des</strong> expériences<br />

d’ARN interférence réalisées afin de supprimer l’expression de c<strong>et</strong>te protéine au niveau <strong>des</strong><br />

somites d’embryons de xénope ont entraîné la formation d’un second axe antéro-postérieur <strong>et</strong><br />

une désorganisation <strong>des</strong> somites (Kawano <strong>et</strong> Kypta, 2003). WIF-1 est une protéine secrétée<br />

possédant cinq domaines EGF. Une recherche in silico dans les bases de données<br />

moléculaires <strong>et</strong> une analyse de la séquence m’ont permis d’identifier que deux de ses<br />

domaines EGF chez l’Homme <strong>et</strong> la souris (le 3 ème <strong>et</strong> le 5 ème ) sont potentiellement Ofucosylables.<br />

Aucune <strong>étude</strong> n’a encore porté sur le <strong>rôle</strong> de sa glycosylation dans ses<br />

interactions avec les WNTs.<br />

3.3.2 Les inhibiteurs<br />

3.3.2.1 La famille <strong>des</strong> Transforming growth factors β (TGFβ)<br />

Plus de quarante membres ont été identifiés dans c<strong>et</strong>te superfamille qui peut être<br />

subdivisée en deux sous-familles majeures : les TGF-β de type Activine/Nodal <strong>et</strong> les<br />

BMP/GDF/MIS (Bone Morphogen<strong>et</strong>ic Protein/Growth and Differentiation Factor/Muellerian<br />

inhibiting substance). Ces différents facteurs sont regroupés sur la base d'homologies de<br />

séquences <strong>et</strong> sur la spécificité de la voie de signalisation qu’ils activent. Ces ligands partagent<br />

un grand nombre de récepteurs dont les arrangements in<strong>du</strong>iront différentes voies de<br />

signalisation. La superfamille <strong>des</strong> TGF-β joue un <strong>rôle</strong> très important dans les sta<strong>des</strong> précoces<br />

de l’embryogenèse, <strong>et</strong> dans le maintien de l’homéostasie <strong>des</strong> tissus a<strong>du</strong>ltes, en régulant la<br />

croissance <strong>et</strong> la différenciation cellulaire, ainsi que l’apoptose (Shi <strong>et</strong> Massague, 2003).<br />

Les TGFβ sont <strong>des</strong> inhibiteurs de la différenciation myogénique. Ils bloquent de<br />

nombreuses étapes dont la fusion <strong>des</strong> myoblastes <strong>et</strong> l'accumulation de protéines spécifiques <strong>du</strong><br />

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