De nouveaux substrats de la protéine kinase Akt impliqués dans l'apoptose : les facteurs de transcription de la famille Forkhead.

La mort cellulaire programmée ou apoptose est un processus fondamental au cours du développement normal des organismes pluricellulaires. A titre d’exemple, la moitié des neurones produits au cours de la neurogenèse des mammifères meurent par apoptose. Le processus apoptotique joue également un rôle crucial dans certains processus pathologiques, comme les maladies neurodégénératives ou le développement tumoral. Les membres de la famille de Bcl-2 et une cascade de protéases à activité cystéine nommées caspases sont des effecteurs principaux de la machinerie apoptotique, présente dans toutes les cellules [1]. Certains stimulus apoptotiques activent la machinerie apoptotique directement, sans l’intervention d’une néo-synthèse protéique. En revanche, d’autres stimulus apoptotiques comme un sevrage en facteurs de survie requièrent l’induction de gènes codant pour des protéines pro-apoptotiques. Une voie de signalisation essentielle à la suppression de l’apoptose est la voie PI3K/Akt (m/s 1997, n° 4, p. 608) [2]. Cette voie est activée en réponse aux facteurs de croissance et de survie. Ceux-ci, en se liant à leurs récepteurs membranaires, provoquent l’activation de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), ce qui conduit finalement à l’activation de la sérine/thréonine kinase Akt (également nommée protéine kinase B). Akt phosphoryle de façon directe deux membres de la machinerie apoptotique : la caspase 9 et BAD, une protéine de la famille de Bcl-2 (m/s 1998, n° 1, p. 61). Dans les deux cas, la phosphorylation réprime la fonction pro-apoptotique de ces molécules, ce qui explique, au moins partiellement, l’effet de survie déclenché par Akt. Akt pouvait également agir en réprimant l’expression de gènes codant pour des protéines pro-apoptotiques. Une information déterminante sur le type de facteurs de transcription potentiellement contrôlés par Akt a été fournie par des études génétiques menées chez Caenorhabditis elegans. Un crible génétique chez cet organisme a en effet permis l’identification d’un facteur de transcription dont la fonction était inhibée par la voie PI3K/Akt [3, 4]. Ce facteur de transcription, nommé DAF16, appartient à la famille « Forkhead ». Trois orthologues de DAF16 sont connus chez l’homme : FKHR, FKHRL1 (aussi nommé AF6q21) et AFX [5-8]. Ces isoformes ont toutes été identifiées parce qu’elles sont impliquées dans des réarrangements chromosomiques observés au cours d’hémopathies ou de tumeurs solides (rhabdomyosarcomes). Ces trois isoformes, tout comme DAF16 chez le nématode, possèdent des sites consensus de phosphorylation conservés pour Akt (RXRXXS/T). Plusieurs études dans les cellules de mammifères ont récemment permis de montrer que Akt phosphorylait directement les trois facteurs de transcription FKHRL1, FKHR et AFX, in vitro et in vivo, et ont identifié les sites de phosphorylation [911]. La voie PI3K/Akt est nécessaire et suffisante pour la phosphorylation de ces trois isoformes dans les cellules. Par ailleurs, la forme endogène de FKHRL1 est détectable dans les fibroblastes ou dans les neurones et est phosphorylée en réponse aux facteurs de survie comme l’IGF-I, et ce par l’intermédiaire de la voie PI3K [9]. La conséquence majeure de la phosphorylation de FKHRL1 par Akt est la modification de sa localisation subcellulaire [9]. Sous forme phosphorylée FKHRL1 est présent dans le cytoplasme. Comme la forme phosphorylée de FKHRL1 interagit avec les protéines 14-3-3, ces dernières pourraient servir à séquestrer FKHRL1 dans le cytoplasme [9]. En revanche, sous forme non phosphorylée, FKHRL1 est localisée dans le noyau. Un mutant de FKHRL1, dans lequel les trois sites de phosphorylation ont été remplacés par des alanines, reste intranucléaire même en présence de facteurs de croissance, ce qui indique que la localisation subcellulaire de FKHRL1 est directement liée aux événements de phosphorylation contrôlés par Akt. Des études réalisées avec un gène rapporteur contrôlé par un élément de liaison à l’ADN de type Forkhead indiquent que FKHRL1, tout comme AFX ou FKHR, est un activateur de la transcription [9, 10, 12]. L’activation transcriptionnelle de ces trois facteurs de transcription est fortement réprimée lorsqu’une forme constitutivement active de Akt est exprimée dans les cellules. Akt, en phosphorylant les membres de la famille ForNOUVELLES