LE ROLE ESSENTIEL DE MEK1 LORS DE L'ANGIOGENESE PLACENTAIRE

Les signaux induits par les facteurs de croissance et les molécules d’adhérence sont transmis au noyau par des relais intracellulaires dont le principal est constitué d’une cascade de protéine-kinases nommée « voie de signalisation des MAP-kinases » (mitogen activated protein) [1, 2]. On distingue trois voies de signalisation faisant intervenir les MAP-kinases : la voie impliquant les Jun kinases, celle de la p38 kinase, et celle qui aboutit à la phosphorylation des kinases ERK (extracellular regulated kinase) par une MAP kinase kinase, nommée MEK (mitogen extracellular signal kinase), située en aval de Raf et de Ras [2]. Ces cascades de kinases contrôlent de multiples processus de prolifération et de différenciation, dont l’angiogenèse. Ainsi la MAP kinase kinase kinase B-raf joue un rôle critique dans la survie des cellules endothéliales au début du développement embryonnaire [3]. En aval, les MAP kinase kinases transmettent les signaux induits d’une part par l’intégrine αvβ3 [4, 5], essentielle au processus d’angiogenèse, et d’autre part par les cytokines FGF (fibroblast growth factor) basique et VEGF (vascular endothelial growth factor) [6-9]. Le blocage de MEK par un antagoniste pharmacologique bloque la formation de nouveaux vaisseaux, et la migration des cellules induite par le FGF, mais ne bloque pas l’adhérence cellulaire à un substrat [1]. Chez les mammifères, deux kinases MEK, 1 et 2, participent à la cascade ERK/MAP, alors que chez le nématode, la drosophile et le xénope, une seule kinase MEK remplit ce rôle. Jusqu’à tout récemment, on ignorait en quoi la fonction de MEK1 se distinguait de celle de MEK2. Chez la souris, la protéine MEK1 présente plus d’homologie avec la protéine MEK du xénope, par exemple, qu’avec la protéine MEK2 de souris, suggérant que chez les mammifères, MEK2 a divergé de MEK1 pour acquérir une fonction particulière. Plusieurs observations corroborent cette hypothèse en montrant que les fonctions de MEK1 et MEK2 peuvent être dissociées : le traitement de cellules Swiss 3T3 par le neuropeptide bombésine active MEK1 et non MEK2 ; inversement, dans les cellules musculaires lisses de l’aorte humaine, le lactosylcéramide n’active que MEK2 [1, 10, 11]. Dans les cellules HeLa, les membres de la famille Raf stimulés par l’EGF (epidermal growth factor) activent différemment MEK1 et MEK2 [12]. Il est donc probable que la transduction de signaux spécifiques utilise des isoformes distinctes des protéines de la cascade des kinases ERK/MAP [13]. Nous avons récemment produit dans nos laboratoires, par mutagenèse d’insertion à l’aide du vecteur rétroviral ROSAβ-geo, des souris mutantes pour mek1 [14]. Cette mutation nulle résulte en une létalité embryonnaire vers le 10,5e jour de la gestation. Si l’analyse morphologique n’a révélé aucune altération importante des structures embryonnaires, en revanche les anomalies de développement du placenta sont patentes : un faible nombre de vaisseaux sanguins est présent dans la région du labyrinthe du placenta (m/s 1999, n° 8/9, p. 1038). La région du labyrinthe placentaire constitue la zone d’échanges entre les circulations sanguines maternelle et embryonnaire. Les embryons mutants pour mek1 sont donc dans l’impossibilité de former un placenta fonctionnel et meurent par manque de nutriments. Une telle réduction de la vascularisation ne semble résulter ni d’une diminution majeure du nombre des cellules endothéliales vasculaires dans la région du labyrinthe, ni de leur incapacité à se différencier ou à s’organiser en vaisseaux. Une troisième possibilité serait une anomalie de la migration des cellules endothéliales mek1–/– dans le labyrinthe. En effet, les propriétés d’adhérence à, et de migration cellulaire sur, un substrat, même si elles requièrent toutes deux les intégrines et en particulier αvβ3 s’il s’agit d’angiogenèse, n’utilisent pas les mêmes voies de transmission du signal. Cette observation s’est confirmée dans le cas de fibroblastes embryonnaires établis à partir d’embryons mek1–/–. En présence de collagène, les fibroblastes embryonnaires mek1–/– ont une capacité de migration équivalente à celle de fibroblastes provenant d’embryons de souche sauvage [14]. Toutefois, en présence de fibronectine, la migration cellulaire des fibroblastes mek1–/– est très réduite, mais leur capacité d’adhérer aux deux substrats, fibronectine ou collagène, est normale. En revanche, l’activation des kinases ERK/MAP de ces cellules en réponse à différents facteurs de croissance tels que le PDGF (plateletderived growth factor), l’EGF, le VEGF, ou encore à la fibronectine demeure normale. La voie des kinases ERK/MAP fonctionne donc normalement, et ce même en l’absence de fonction de MEK1. Ce résultat surprenant peut s’expliquer par une certaine redondance fonctionnelle entre MEK1 et MEK2. Afin de prouver le rôle essentiel de MEK1 dans la migration cellulaire, des expériences de complémentation ont été effectuées à l’aide de vecteurs NOUVELLES