Fonctions de la protéine suppresseur de tumeurs PTEN : régulation par les β-arrestines et par l’interaction intramoléculaire

La protéine suppresseur de tumeurs PTEN (Phosphatase and tensin deleted on chromosome 10) est une phosphatase lipidique. En déphosphorylant le phosphatidylinositol (3,4,5) trisphosphate (PIP3) en PI(4,5) P2, PTEN contre-régule la voie PI3K/Akt et inhibe la prolifération. D’autres fonctions de PTEN peuvent être indépendantes de son activité phosphatase lipidique, notamment l’inhibition de la migration. Bien que PTEN soit, après p53, le suppresseur de tumeurs le plus muté dans un large panel de cancers (gliomes, prostate, sein, endomètre…), les mécanismes par lesquels ses fonctions sont régulées ne sont pas entièrement élucidés. Par une approche de double-hybride, notre équipe a identifié que les β-arrestines (β-arrs), des protéines d’échafaudage, interagissent avec PTEN. Nos travaux mettent en évidence que l’interaction entre PTEN et les β-arrs permet de moduler ses deux activités dépendantes ou non de son activité phosphatase lipidique. D’une part, les β-arrs augmentent l’activité phosphatase lipidique de PTEN in vitro. La GTPase RhoA et sa kinase d’aval ROCK activent PTEN, et ceci se fait par l’intermédiaire des β-arrs. La stimulation du récepteur à l’acide lysophosphatidique (LPA), qui active la voie RhoA/ROCK, augmente la formation du complexe PTEN/β-arrs et permet le recrutement du complexe à la membrane. Par l’effet positif sur l’activité phosphatase lipidique de PTEN, les β-arrs participent à l’inhibition d’Akt et de la prolifération dans les fibroblastes embryonnaires de souris (MEF). A l’inverse dans les gliomes U373, les β-arrs lèvent l’inhibition de la migration exercée par le domaine C2 de PTEN, indépendamment de son activité phosphatase lipidique. En aval de l’activation de RhoA induite par blessure du tapis cellulaire, les β-arrs interagissent davantage avec PTEN et rétablissent la migration des gliomes. De ce fait, les β-arrs régulent différentiellement les fonctions de PTEN importantes pour le contrôle de la prolifération cellulaire et la migration. Enfin, l’activité et la localisation de PTEN sont modulées par des interactions intramoléculaires entre ses domaines catalytiques, C2 et sa queue C-terminale régulatrice. Ces interactions régulent le passage d’une conformation fermée vers une conformation ouverte et active de PTEN. Grâce au développement d’un biosenseur de PTEN basé sur le transfert d’énergie par résonnance (RET), nous pouvons suivre pour la première fois les changements conformationnels de PTEN dans les cellules vivantes. En utilisant ce biosenseur nous montrons que la mutation des résidus impliqués dans les interactions intramoléculaires entraine des changements de conformation détectés par des variations de RET. De plus, l’activation de voies de signalisation connues pour activer PTEN, entrainent des changements conformationnels qui corrèlent avec l’augmentation de l’activité phosphatase lipidique de PTEN. Nos données montrent que le biosenseur peut être utilisé comme outil pour détecter les changements d’activité de PTEN dans les cellules vivantes. L’axe suppresseur de tumeurs/oncogène PTEN/PI3K/Akt joue un rôle essentiel dans la progression tumorale et constitue une cible thérapeutique pour le cancer. L’ensemble de nos travaux permet d’ajouter un degré de compréhension dans la régulation de PTEN, tant par les β-arrs que par l’interaction intramoléculaire et les changements conformationnels.