Santé

La PKC dans la flambée respiratoire chez le granulocyte neutrophile

Dossier - Etude de la réaction inflammatoire, Partie 1
DossierClassé sous :médecine , protéine , kinase C

-

(Partie 1) La réaction inflammatoire est déclenchée pour lutter contre une agression extérieure, et de ce point de vue elle est indispensable pour préserver le bon fonctionnement de l'organisme. Par contre, lorsque cette réaction prend trop d'ampleur, elle devient néfaste et peut perturber différents processus physiologiques régissant le corps humain. Nous nous sommes intéressés à deux enzymes clés de l'inflammation : la protéine kinase C et les cyclooxygénases.

  
DossiersEtude de la réaction inflammatoire, Partie 1
 

L'un des sujets de recherche du laboratoire est l'inflammation cellulaire. La décision a été prise d'étudier le rôle de la PKC dans la production des radicaux libres de l'oxygène lors de la flambée respiratoire et les moyens de l'enrayer. Pour cela, un modèle d'étude de cette enzyme permettant de tester des molécules potentiellement inhibitrices a été mis au point.

1.4.1. LA FLAMBEE RESPIRATOIRE

La présence de bactéries, de poussières ou plus généralement d'agents activateurs stimulent les macrophages qui libèrent des facteurs chimiotactiques, provoquant une activation leucocytaire et ainsi un afflux de polynucléaires neutrophiles. Par une série de stimulations successives, la protéine kinase C peut phosphoryler la NADPH oxydase qui est alors activée entraînant la flambée respiratoire (fig. 18) (Roos D., 1991).

fig. 18 : Mécanismes permettant l'induction de la flambée respiratoire.

Cette flambée respiratoire conduit à la formation d'anions superoxydes suivie de la production d'autres espèces chimiques. L'ensemble de ces produits fait partie des espèces réactives de l'oxygène ou ERO (Mc Phail L.C. et al., 1995, Heyworth P.G. et al., 1991).
Tous ces événements ont lieu lors de la phagocytose.

1.4.2. L'ACTIVATION DE LA NADPH OXYDASE

La NADPH oxydase se présente sous la forme d'un complexe enzymatique qui est localisé au niveau de la membrane plasmique. Elle est constituée d'une flavocytochrome b qui est un hétérodimère formé par une sous unité de 91 kDa (gp91-phox) et d'une sous unité de 22 kDa (p22-phox).
Pour que l'activité enzymatique puisse exister, deux autres protéines cytoplasmiques interviennent : la p47-phox et la p67-phox. Dans des cellules non stimulées, ces protéines sont localisées dans le cytosol ; lors de l'activation, elles sont transloquées vers la membrane plasmique où elles s'associent avec gp91-phox et p22-phox (Deleo F.R. et Quinn M.T., 1996).
Au cours de cette activation, les protéines Rac et Rap1a jouent un rôle sur la régulation de la NADPH oxydase. La liaison entre Rap1a et la NADPH oxydase est favorisée losqu'un GTP est fixé sur la première des deux protéines (fig. 19). Plus récemment, il est apparu qu'un autre constituant de la NADPH oxydase, la p40-phox, peut être spécifiquement phosphorylée, et donc activée, par la [protéine kinase C]. Le rôle précis de la p40-phox dans l'activité enzymatique de la NADPH oxydase n'est pas encore éclairci (Someya A. et al., 1999).

fig. 19 : Schéma d'activation de la NADPH oxydase (Deleo F.R. et Quinn M.T., 1996).

Dans ce processus d'inflammation, la [protéine kinase C] joue un rôle dans l'activation de la NADPH oxydase. Dans un premier temps, la PKC phosphoryle les sous unités p47-phox et p67-phox, permettant ainsi leur translocation vers les composantes membranaires de la NADPH oxydase. Dans un second temps, d'autres phosphorylations peuvent alors avoir lieu afin que la NADPH acquiert sa compétence catalytique (Quinn M.T., 1995).

1.4.3. LA FORMATION DES ESPECES REACTIVES DE L'OXYGENE

Lors de l'activation du granulocyte neutrophile, l'oxygène O2 est transformé en anion superoxyde Osub>2 par la NADPH oxydase. Cet ion subit l'action de la superoxyde dismutase (SOD) pour donner le peroxyde d'hydrogène H2O2. Il est ensuite dissocié en radical hydroxyle OH et en ion hydroxyde OH- par la réaction de Fenton en oxydant l'ion ferreux Fe2+ en ion ferrique Fe3+. Le peroxyde d'hydrogène peut également être transformé en hypochlorite HOCl grâce à la myéloperoxydase (MPO) libérée par les granules azurophiles du granulocyte neutrophile (Fontecave M. et Pierre J.L., 1991).
Cet hypochlorite peut réagir avec une amine primaire RNH2 pour former une chloramine RNHCl qui est un inhibiteur d'antiprotéases, permettant ainsi l'action des protéases correspondantes (fig. 20). La défense de l'organisme contre des facteurs exogènes est assurée, entre autre, par ces protéases et par les différentes espèces réactives de l'oxygène.

fig. 20 : Formation des espèces réactives de l'oxygène.

Dans les cas où ces mécanismes ont lieu de façon prolongée, cela peut induire des effets toxiques, notamment en dégradant les cellules et les tissus environnants, qu'il faut alors chercher à atténuer, ce qui montre l'intérêt de cette étude.
Les radicaux libres de l'oxygène peuvent provoquer plusieurs types de lésions. Une altération des structures lipidiques par la lipoperoxydation essentiellement des acides gras, des acides aminés entraîne des modifications de structure et de propriété des protéines, des acides nucléiques favorisant des perturbations dans la transcription et dans la réplication lorsque les systèmes de réparation sont débordés, modifications également au niveau des sucres impliquant des changements dans les glycoprotéines et des altérations de l'ADN lorsque les désoxyriboses sont touchés.