Host cell kinases, α5 and β1 integrins, and Rac1 signalling on the microtubule cytoskeleton are important for non-typable Haemophilus influenzae invasion of respiratory epithelial cells

Non-typable Haemophilus influenzae (NTHi) is a common commensal of the human nasopharynx, but causes opportunistic infection when the respiratory tract is compromised by infection or disease. The ability of NTHi to invade epithelial cells has been described, but the underlying molecular mechanisms are poorly characterized. We previously determined that NTHi promotes phosphorylation of the serine-threonine kinase Akt in A549 human lung epithelial cells, and that Akt phosphorylation and NTHi cell invasion are prevented by inhibition of phosphoinositide 3-kinase (PI3K). Because PI3K-Akt signalling is associated with several host cell networks, the purpose of the current study was to identify eukaryotic molecules important for NTHi epithelial invasion. We found that inhibition of Akt activity reduced NTHi internalization; differently, bacterial entry was increased by phospholipase C?1 inhibition but was not affected by protein kinase inhibition. We also found that a5 and ß1 integrins, and the tyrosine kinases focal adhesion kinase and Src, are important for NTHi A549 cell invasion. NTHi internalization was shown to be favoured by activation of Rac1 guanosine triphosphatase (GTPase), together with the guanine nucleotide exchange factor Vav2 and the effector Pak1. Also, Pak1 might be associated with inactivation of the microtubule destabilizing agent Op18/stathmin, to facilitate microtubule polymerization and NTHi entry. Conversely, inhibition of RhoA GTPase and its effector ROCK increased the number of internalized bacteria. Src and Rac1 were found to be important for NTHi-triggered Akt phosphorylation. An increase in host cyclic AMP reduced bacterial entry, which was linked to protein kinase A. These findings suggest that NTHi finely manipulates host signalling molecules to invade respiratory epithelial cells.

Rôles des protéines d’échafaudage Gab dans la signalisation et l’angiogenèse médiées par le VEGF

La protéine d’échafaudage Gab1 amplifie la signalisation de plusieurs récepteurs à fonction tyrosine kinase (RTK). Entre autres, elle promeut la signalisation du VEGFR2, un RTK essentiel à la médiation de l’angiogenèse via le VEGF dans les cellules endothéliales. En réponse au VEGF, Gab1 est phosphorylé sur tyrosine, ce qui résulte en la formation d’un complexe de protéines de signalisation impliqué dans le remodelage du cytosquelette d’actine et la migration des cellules endothéliales. Gab1 est un modulateur essentiel de l’angiogenèse in vitro et in vivo. Toutefois, malgré l’importance de Gab1 dans les cellules endothéliales, les mécanismes moléculaires impliqués dans la médiation de ses fonctions, demeurent mal définis et la participation du second membre de la famille, Gab2, reste inconnue. Dans un premier temps, nous avons démontré que tout comme Gab1, Gab2 est phosphorylé sur tyrosine, qu’il s’associe de façon similaire avec des protéines de signalisation et qu’il médie la migration des cellules endothéliales en réponse au VEGF. Cependant, contrairement à Gab1, Gab2 n’interagit pas avec le VEGFR2 et n’est pas essentiel pour l’activation d’Akt et la promotion de la survie cellulaire. En fait, nous avons constaté que l’expression de Gab2 atténue l’expression de Gab1 et l’activation de la signalisation médiée par le VEGF. Ainsi, Gab2 semble agir plutôt comme un régulateur négatif des signaux pro-angiogéniques induits par Gab1. La migration cellulaire est une des étapes cruciales de l’angiogenèse. Nous avons démontré que Gab1 médie l’activation de la GTPase Rac1 via la formation et la localisation d’un complexe protéique incluant la GEF VAV2, la p120Caténine et la Cortactine aux lamellipodes des cellules endothéliales en réponse au VEGF. De plus, nous montrons que l’assemblage de ce complexe corrèle avec la capacité du VEGF à induire l’invasion des cellules endothéliales et le bourgeonnement de capillaires, deux phénomènes essentiels au processus angiogénique. La régulation des RhoGTPases est également régulée par des inactivateurs spécifiques les « Rho GTPases activating proteins », ou GAPs. Nous décrivons ici pour la première fois le rôle de la GAP CdGAP dans les cellules endothéliales et démontrons son importance dans la médiation de la signalisation du VEGF via la phosphorylation sur tyrosine de Gab1 et l’activation des RhoGTPases Rac1 et Cdc42. Ainsi, dù à son importance sur l’activation de voies de signalisation du VEGF, CdGAP représente un régulateur crucial de la promotion de diverses activités biologiques essentielles à l’angiogenèse telles que la migration cellulaire, et le bourgeonnement de capillaires in vitro et d’aortes de souris ex vivo. De plus, les embryons de souris CdGAP KO présentent des hémorragies et de l’œdème, et ces défauts vasculaires pourraient être responsables de la mortalité de 44% des souris CdGAP knock-out attendues. Nos études amènent donc une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires induits par le VEGF et démontrent l’implication centrale de Gab1 et des régulateurs des RhoGTPases dans la promotion de l’angiogenèse. Cette meilleure compréhension pourrait mener à l’identification de nouvelles cibles ou approches thérapeutiques afin d’améliorer le traitement des patients souffrant de maladies associées à une néovascularisation incontrôlée telles que le cancer.