Contrôle de la mort cellulaire par la voie des MAPK1/3 (ERK2/1)

La mort cellulaire programmee ou apoptose est un mecanisme conserve chez les eucaryotes multicellulaires qui contribue au developpement embryonnaire et a l'homeostasie cellulaire des organismes. Dans les cellules vivantes, l'activite des proteases qui executent le programme de mort cellulaire, les caspases, est controlee par des signaux de survie provenant de l'environnement cellulaire. Les caspases initiatrices de l'apoptose regulee par l'environnement, la caspase 9 et la caspase 8 sont activees respectivement par l'apoptosome et par les recepteurs de mort. Les signaux environnementaux, parmi lesquels le contact avec la matrice extracellulaire ou la presence de facteurs de croissance, activent des voies de signalisation controlant la machinerie de mort cellulaire. La voie des MAPK1/3 est une voie de signalisation controlee par le proto-oncogenes Ras et comportant les kinases Raf, MEK1/2 et MAPK1/3 (ERK2/1 ou p42/p44). La voie des MAPK1/3, qui est impliquee dans la proliferation et la differentiation cellulaire, joue un role essentiel dans la survie cellulaire. L'objectif de cette these a ete de caracteriser les mecanismes moleculaires impliques dans le controle de la mort cellulaire par la voie des MAPK1/3. Ce travail est base sur l'utilisation d'une forme active et inductible de la kinase Raf-1 (DRaf-1:ER) dont l'activation forte et prolongee correspond a une induction pathologique de la voie des MAPK1/3. Nous avons montre que, selon le type cellulaire, l'activation de deltaRaf-1:ER favorise la survie ou la mort cellulaire. Dans les cellules fibroblastiques CCL39, l'activation de deltaRaf-1:ER protege de la mort cellulaire mitochondriale induite par la privation en serum du milieu de culture. Dans ces conditions, nous avons montre que la stimulation de Raf-1 :ER bloque l'activation de la caspase-9 mais n'empeche pas la delocalisation du cytochrome c, la multimerisation d'APAF1 ni le recrutement de la procaspase 9 dans l'apoptosome. Ce mecanisme post mitochondrial de protection contre la mort cellulaire depend de la neo-synthese des proteines et necessite une activite continue de la kinase MEK. A l'inverse, dans les cellules HEK 293 issues de rein embryonnaire et presentant des caracteristiques neuronales, nous avons montre que l'activation soutenue de la voie des MAPK1/3 par DRaf1-ER induit une mort cellulaire massive. Celle-ci est caracterisee par l'activation des caspases et la fragmentation de l'ADN. La mort cellulaire est detectee plus de 24 heures apres l'activation de Raf1-ER, elle est maximale a 48h. L'induction de la mort cellulaire ne requiere la synthese proteique que durant la phase precoce d'activation mais necessite l'activite continue du module MEK/MAPK. La mort cellulaire resulte de l'activation de la caspase 8 et n'implique pas la voie mitochondriale, elle est caracterisee par une vacuolisation importante du cytoplasme des cellules qui l'apparente a une forme particuliere d'apoptose. L'inactivation des fonctions du recepteur fas et de son adaptateur FADD indique que le processus d'activation de la caspase 8 est independant de la voie des recepteurs de mort. L'ensemble de ces travaux apporte des connaissances nouvelles sur le controle de la mort cellulaire par la voie Raf/MAPK1/3. Nous avons montre que la voie de signalisation peut, selon le contexte cellulaire, favoriser la survie cellulaire ou induire la mort. Dans les deux cas, le controle de la mort cellulaire depend a la fois de la synthese proteique et de mecanismes post-traductionnels. Les mecanismes moleculaires affectes par l'activation prolongee des MAPK1/3 seraient impliques aussi bien dans la resistance des cellules tumorales aux traitements proapoptotiques que dans le developpement des maladies neurodegeneratives.