Impact sur la signalisation cellulaire des mutations de la tyrosine phosphatase Shp2 associées aux syndromes de Noonan et LEOPARD

Outcome Iof Noonan and LEOPARD Shp2 mutations on signaling pathway

• Auteur / Autrice : Thomas Edouard
• Direction : Patrick Raynal, Jean-Pierre Salles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiopathologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Syndrome de Noonan

Génétique

Maladies héréditaires

Tyrosine phosphatase

Tyrosine kinases

MAP kinase

Mots clés libres

Noonan syndrome

Gab1

LEOPARD syndrome

PTPN11 (Shp2)

Résumé

''Le syndrome de Noonan (SN) est une maladie génétique autosomique dominante relativement fréquente (environ 1/2000), caractérisée par l'association d'une dysmorphie faciale, d'un retard statural et d'une cardiopathie. Le syndrome LEOPARD (SL) est une maladie génétique plus rare, phénotypiquement très proche du SN, s'en distinguant essentiellement par l'existence d'une surdité et d'anomalies cutanées. Ces deux syndromes appartiennent à la famille des syndromes '' Neuro-Cardio-Facio-Cutanés '', un groupe de maladies du développement en rapport avec des mutations germinales de gènes codant pour des molécules impliquées dans la voie Ras/Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK). Au moins 50% des patients SN et plus de 80% des patients SL ont des mutations germinales du gène PTPN11, codant pour la tyrosine phosphatase Shp2. Les études biochimiques ont montré que les mutations de PTPN11 ont des effets opposés sur l'activité de la phosphatase, gain de fonction dans le SN et perte de fonction dans le SL. Comment des mutations aux effets opposés peuvent être à l'origine de phénotypes similaires est à ce jour incompris. Ce travail nous a permis d'observer, qu'en réponse à l'EGF, la voie PI3K/Akt est hyperactivée dans les cellules de patients SL comparées à celles des patients SN ou des contrôles. Cet effet dominant positif des mutants SL de Shp2 est du à une diminution de la déphosphorylation des sites de liaison de PI3K sur Gab1, augmentant ainsi l'association PI3K/Gab1 et l'activation de la voie PI3K/Akt. Nous avons également observés dans les cellules de patients SL que cette hyperactivation de PI3K/Akt entraîne une augmentation de l'inactivation de GSK3-beta et par conséquent une régulation positive des marqueurs d'hypertrophie cardiaque. Ces données suggèrent que l'hyperactivation de PI3K/Akt pourrait participer à l'hypertrophie cardiaque souvent observée dans le SL. ''

Noonan syndrome (NS) is a relatively frequent (about 1/2000 births) autosomal dominant disease primarily characterized by facial dysmorphism, heart defects and short stature. LEOPARD syndrome (LS) is a rarer but related disorder that associates, roughly, NS symptoms with deafness and cutaneous abnormalities. Both NS and LS belong to the family of ''neuro-cardio-facial-cutaneous'' (NCFC) syndromes, a group of developmental disorders, which display different combinations of the above-mentioned symptoms with mental retardation and tumor predisposition. At least 80% of LS and 50% of NS patients carry germline missense mutations in PTPN11, the gene encoding Shp2. Shp2 is a widely expressed protein tyrosine phosphatase (PTP) that contains Src homology 2 (SH2) domains and promotes Ras-MAPK activation through different molecular mechanisms. Biochemical studies have shown that NS mutations are located at contact points between the catalytic and the SH2 domains and therefore disrupt Shp2 autoinhibitory conformation, stimulating Shp2 catalytic activity (gain-of-function mutations). Conversely, LS mutations are confined within the catalytic domain and repress Shp2 activity. Although genetic studies provided essential advances, how PTPN11 mutations cause the diseases' symptoms remains an open question. We assessed whether LS mutations could influence PI3K activation. To this aim we generated primary and immortalized fibroblast cell lines from LS patient and healthy controls and showed that, in response to EGF stimulation, PI3K/Akt was upregulated in LS cells. This deregulation was due to impaired dephosphorylation of Gab1 PI3K-binding sites by LS mutants. Furthermore, LS mutant promoted PI3K-dependent upregulation of hypertrophy genes in cardiomyocytes, suggesting that this deregulation is involved in LS pathophysiology.