Depuis la découverte de la première protéine possédant une activité tyrosine
kinase (protein tyrosine kinase [PTK]) dans les années 1980, l’importance des PTKs et
de la phosphorylation sur résidu tyrosine dans la régulation des événements de
signalisation intracellulaire est bien établie. Quant aux protéines qui possèdent une
activité tyrosine phosphatase (protein tyrosine phosphatase [PTP]), dont l’existence n’a
été dévoilée qu’une dixaine d’années plus tard, elles ont longtemps été perçues comme
des enzymes dont le rôle ne se résumait qu'à contrecarrer passivement les activités des
PTKs. Il est maintenant clair que les activités des PTPs sont spécifiques, hautement
régulées, et qu’elles doivent être coordonnées avec celles des PTKs pour une régulation
adéquate des événements de signalisation intracellulaire. En dépit de cette évidence, la
contribution des PTPs à la régulation des différents processus physiologiques
fondamentaux demeure encore peu caractérisée. C’est le cas, notamment, de
l’angiogenèse, le processus par lequel de nouveaux vaisseaux sanguins sont formés à
partir de ceux préexistants. Le VEGF (Vascular endothelial growth factor), un des
facteurs angiogéniques les plus importants, est connu pour induire majoritairement ses
effets biologiques via l’activation du récepteur à activité tyrosine kinase VEGFR2
(Vascular endothelial growth factor receptor 2). Puisque l’angiogenèse est impliquée
dans le développement d’une multitude de pathologies, dont la progression tumorale,
une meilleure caractérisation des PTPs qui assurent la qualité de la réponse
angiogénique en agissant de pair avec le VEGFR2 s’avère cruciale et ce, afin de raffiner
les outils thérapeutiques actuels.
L’expression de la PTP DEP-1 corrèle avec la déphosphorylation du récepteur
VEGFR2 localisé au niveau des jonctions cellules-cellules et contribue à l’inhibition de
la prolifération des cellules endothéliales en réponse au VEGF lorsque les cellules sont
à confluence. Par contre, la contribution spécifique de DEP-1 à la régulation des voies
de signalisation et des réponses biologiques induites par le VEGF demeurait toujours
inconnue. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse démontrent tout d’abord
que DEP-1 régule négativement l’activité tyrosine kinase de VEGFR2 en
déphosphorylant spécifiquement les résidus tyrosine Y1054/Y1059 de sa boucle
d’activation. Cette déphosphorylation mène par conséquent à une diminution générale
de la phosphorylation du récepteur et à une atténuation de la plupart des voies de
signalisation induites par le VEGF, incluant la voie mitogénique PLCγ-ERK1/2. Par
ailleurs, malgré ce rôle négatif global, nos travaux révèlent étonnement, et pour la
première fois, que DEP-1 contribue d’une manière positive à la promotion de la survie
des cellules endothéliales via l’activation de la voie Src-Gab1-Akt en aval du récepteur
VEGFR2. Ce pouvoir pro-survie de DEP-1 dans les cellules endothéliales réside avant
tout dans sa capactié à déphosphoryler la tyrosine inhibitrice de Src (Y529). Au cours
de notre étude, nous avons pu identifier deux résidus tyrosine au niveau de l’extrémité
carboxy-terminale de DEP-1, Y1311 et Y1320, dont la phosphorylation est dépendante
de Src. Nos travaux révèlent par ailleurs que ces deux résidus tyrosine phosphorylés
lient le domaine SH2 de Src et que la Y1320 est principalement requise pour
l’activation de Src et d’Akt en réponse au VEGF dans les cellules endothéliales.
Ces résultats constituent donc une avancée majeure dans la compréhension des
mécanismes moléculaires par lesquels DEP-1 peut réguler le programme angiogénique
dépendant du VEGF. De plus, cette découverte d’un rôle positif pour DEP-1 dans la
survie des cellules endothéliales pourrait mener à l’élaboration de nouvelles approches
thérapeutiques visant à inhiber cette fonction spécifique de DEP-1 pour bloquer l'angiogenèse pathologique. / Since the discovery of the first protein tyrosine kinase [PTK] in 1980, the
importance of these proteins and of tyrosine phosphorylation cascades in the regulation
of intracellular signaling events has been well-established. The protein tyrosine
phosphatases [PTPs], whose existence was only revealed ten years later, have been
regarded for a long time as passive PTKs conteracting enzymes. It is now evident that
PTPs activities are specific, exquisitely regulated, and that they have to be coordinated
with PTKs activities for an appropriate regulation of intracellular signaling events.
Despite these findings, the contribution of PTPs to the regulation of many fundamental
physiological processes is not well-characterized. This is the case of angiogenesis, the
process whereby new vessels are generated from pre-existing ones. Vascular endothelial
growth factor (VEGF), one of the most important angiogenic factors, is known to
induce its biological effects mainly by activating VEGFR2 (Vascular endothelial
growth factor receptor 2). As angiogenesis is involved in the development of a
multitude of pathologies, including tumoral progression, a better characterization of
PTPs, which ensure the quality of the angiogenic response by acting together with
VEGFR2, is crucial to refine current therapeutic tools.
Expression of a PTP called DEP-1 correlates with dephosphorylation of
VEGFR2, and contributes to the inhibition of VEGF-induced endothelial cell
proliferation at high cell confluence. However, the specific contribution of DEP-1 to the
regulation of signaling pathways and biological responses induced by VEGF remained
unknown. The research presented in this thesis demonstrates that DEP-1 negatively
regulates the tyrosine kinase activity of VEGFR2 by dephosphorylating the specific
tyrosine residues Y1054/Y1059 in its activation loop. Consequently, this leads to a
global decrease in the phosphorylation of the receptor and to a reduced activation of
most of the signaling cascades induced by VEGF, including the mitogenic PLCγ-
ERK1/2 pathway. Moreover, despite this negative role, our work reveals for the first
time that DEP-1 contributes in a positive way to promote the survival of endothelial
cells via the activation of the Src-Gab1-Akt pathway downstream of VEGFR2. This
survival function of DEP-1 in endothelial cells is accomplished by the
dephosphorylation of the Src inhibitory tyrosine (Y529). During our study, we
identified two residues in the carboxy-terminal tail of DEP-1, Y1311 and Y1320, whose
phosphorylation is dependent on Src. These two phosphorylated tyrosine residues bind
to the SH2 domain of Src, and our work also revealed that mostly Y1320 is required for
Src and Akt activation upon VEGF stimulation of endothelial cells.
These findings represent a major step forward in our understanding of the
molecular mechanisms by which DEP-1 may regulate the VEGF-dependent angiogenic
program. Moreover, the discovery of a positive role for DEP-1 in the survival of
endothelial cells could lead to the development of new therapeutic approaches to inhibit this specific function of DEP-1 in order to block pathological angiogenesis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/3555 |
| Date | 03 1900 |
| Creators | Chabot, Catherine |
| Contributors | Royal, Isabelle |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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