Le gène STAT3 (Signal Transducer and Activator of Transcription 3)

La famille des protéines STATs (Signal transducers and activators of transcription) est une famille de facteurs de transcription cytoplasmique impliquée dans la transmission des signaux extracellulaires au noyau, tels que les facteurs de croissance (EGF) ou les interleukines/cytokines (IL-5 et IL-6). STAT3, le membre le plus étudié de cette famille, intervient, à l'état activé, dans de nombreux processus physiologiques comme la prolifération, la migration ou la survie cellulaire [Sano et al., 2005,Sano et al., 2008]. Il participe en intervenant dans la régulation de certains gènes comme ceux codant la cycline D1 ou Bcl-xL [Sano et al., 2005,Sano et al., 2008]. Lors de la fixation de certains facteurs extérieurs (facteurs de croissance/cytokines) sur des récepteurs spécifiques de type tyrosine kinase, STAT3 est activé grâce à la phosphorylation de la tyrosine 705 de STAT3 par des kinases activées appartenant aux familles de kinases SRC et JAK. Deux protéines STAT3 activées s'homodimérisent pour permettre la translocation nucléaire du complexe. La liaison de ce complexe sur l'ADN active la transcription des gènes ciblés (Figure 3.18Représentation schématique de la voie de signalisation Tyrosine Kinase (TKs) couplé à STAT3) [Sano et al., 2008]. La protéine STAT3, sous forme activée, semble être essentielle pour la réparation tissulaire de la peau dans les kératinocytes. Ce phénomène a été mis en évidence chez les souris déficientes en Stat3 montrant un retard de la cicatrisation. De plus, il a été montré que la protéine STAT3, sous forme active, est présente dans l'épiderme au niveau des blessures chez l'homme et chez la souris [Sano et al., 2005,Sano et al., 2008]. Par ailleurs, l'existence de similarités entre la ré-épithélisation durant la cicatrisation et le psoriasis a permis d'émettre l'hypothèse que les plaques psoriasiques pourraient être la conséquence de réactions persistantes de cicatrisation [McKenzie and Sabin, 2003]. D'autres arguments plus forts montrant l'implication de STAT3 dans l'origine des lésions psoriasiques proviennent de l'étude de Sano et ses collaborateurs en 2005.

Figure 3.19: Structure DL du gène STAT3

Table 3.50: Identification et analyse d'association des TagSNPs de STAT3 sur le Lot I par FBAT

									FBAT Lot I
	1	rs9906989			4180142	G>T	14.7$^{1}$	H	13.4	55	-0.109	0.91
		2	rs1053004	3' UTR		4190388	T>C	41.7$^{2}$	D	38.6	91	0.609
		3	rs8074524	Intron 21		4193894	C>T	15.8$^{1}$	H	15.5	57	0.166
		4	rs2293152	Intron 13		4205825	G>C	38.8$^{1}$	H	33	104	-1.868
		5	rs2306580	Intron 4		4215976	C>G	10.8$^{1}$	H	9.5	36	0.722
		6	rs3869550	Intron 4		4217183	A>G	37.5$^{2}$	D	35.9	91	1.252
		7	rs8069645	Intron 4		4219198	A>G	24.2$^{1}$	H	26	77	0.999
		8	rs7217655	Intron 4		4220320	C>T	35$^{1}$	D	34.9	88	1.417
		9	rs6503695	Intron 2		4223829	T>C	34.8$^{1}$	D	30.6	96	0.958
		10	rs9891119	Intron 1		4232276	A>C	35.8$^{1}$	H
		11	rs17593222	Intron 1		4237286	C>G	10.2$^{1}$	D	8.8	34	0.875
		12	rs744166	Intron 1		4238497	T>C	44.8$^{1}$	H	40.8	102	1.320
		13	rs4796793	5' NG		4266506	C>G	22.5$^{1}$	H	25	80	0.890
$^{b}$ NM_003150, $^{c}$ NT_010755.15

Ces auteurs ont mis en évidence la présence de STAT3 activé dans les kératinocytes au niveau des lésions psoriasiques humaines mais aussi dans celles de souris exprimant de façon constitutive Stat3 dans les kératinocytes. Ces animaux transgéniques développent des lésions spontanées de peau similaires à celles observées chez les patients atteints de psoriasis, comme l'hyperplasie épidermique, l'inflammation cutanée avec infiltrat de cellules immunitaires, l'hyperprolifération des kératinocytes ainsi qu'une altération de leur différenciation (perte de la couche granulaire). Ces souris montrent aussi une sensibilité accrue de l'épiderme aux stimuli extérieurs, enclenchant ainsi un phénotype psoriasique, une autre caractéristique clinique chez l'humain connue sous le nom de phénomène de Koebner.

Toutes ces données indiquent que dans les kératinocytes, l'activation de STAT3 et par conséquent, l'enclenchement de la voie de signalisation de celui-ci régulant certains gènes serait requis pour le développement du psoriasis chez l'homme. L'étude de Sano montre un rôle essentiel de STAT3 activé dans les kératinocytes seulement en présence de cellules immunitaires, les lymphocytes T, dans l'apparition de lésions psoriasiques induite par une blessure chez les souris. Il est probable que la sur-transcription de certains gènes régulés par STAT3 activé, tels que les gènes codant les chémokines, les intégrines ou des molécules d'adhésion (ICAM-1), dans les kératinocytes puisse favoriser le recrutement, la migration, l'adhérence à l'épiderme et enfin, l'activation des cellules T. Ceci peut donc contribuer au développement et à la maintenance du phénotype psoriasique. Les facteurs connus pour être responsable de l'activation de STAT3 dans la peau tels que les facteurs de croissance ou les cytokines (IL-20, IL-6, EGF..) sont également de bons gènes candidats. D'ailleurs, une altération de la différenciation et une hyperprolifération des cellules de l'épiderme ont été aussi observées dans deux autres modèles de souris transgéniques, sur-exprimant dans les kératinocytes les cytokines l'IL-20 ou IL-6. Ces dernières sont d'ailleurs surexprimées dans les lésions psoriasiques [Gudjonsson et al., 2007].

Nous nous sommes donc intéressés au gène codant cette protéine. De la même manière que pour l'étude des gènes précédemment décrits, nous avons sélectionné une quinzaine de TagSNPs choisis, en fonction du déséquilibre de liaison dans la région entourant le gène (+10kb) afin de pouvoir réaliser une étude d'association globale (Figure 3.19Structure DL du gène STAT3). L'ensemble des informations ainsi que les résultats obtenus de l'analyse par FBAT du lot I sont décrits dans le tableau 3.50Identification et analyse d'association des TagSNPs de STAT3 sur le Lot I par FBAT. Cette analyse suggère une association entre le psoriasis et le SNP rs2293152 présent dans l'intron 13 (P=0.06). Cependant, cette association n'est pas retrouvée lors de l'analyse par la méthode "LNMs" du même lot, lors de l'étude par FBAT du lot II ou lors de celle combinant les deux lots (Tableaux 3.51 Analyse d'association des TagSNPs de STAT3 dans le Lot I avec la méthode "LNMs" et 3.52Analyse d'association du TagSNP de STAT3, suggestif dans le Lot I, faite sur le Lot II et ainsi que sur l'ensemble des lots (Lot I et Lot II)). De plus, pour les mêmes raisons que lors de l'étude du gène SLC12A8 (faible DL dans la région génomique),

Table 3.51: Analyse d'association des TagSNPs de STAT3 dans le Lot I avec la méthode "LNMs"

			Lot I
rs2293152	G>C	33	0.98	1.00 [0.81-1.22]	0.99 [0.80-1.22]

Table 3.52: Analyse d'association du TagSNP de STAT3, suggestif dans le Lot I, faite sur le Lot II et ainsi que sur l'ensemble des lots (Lot I et Lot II)

	Lot I				Lot II				Lot I + Lot II
	MAF	N	Z	P	MAF	N	Z	P	MAF	N	Z
rs2293152	33	104	-1.87	0.06	40	63	1.352	0.18	36.6	167	-0.697	0.49

Table 3.53: Analyse d'association des haplotypes de STAT3 sur le Lot I par FBAT

		Lot I
			MAF	Z	P
2/8	CC	5.7	-2.092	0.036	0.032	(0.16)

Table 3.54: Analyse d'association des TagSNPs de STAT3 dans les sous groupes porteurs ou non de l'allèle à risque HLA-Cw6 dans le Lot I

		Lot I
					Stratifié selon:
					présence HLA-Cw6			absence HLA-Cw6
			MAF	P	N	Z	P	N
rs9906989	G>T	13.4	0.91	35	-0.171	0.86	30	0.034	0.97
rs1053004	T>C	38.6	0.54	56	1.287	0.20	48	-0.619	0.54
rs8074524	C>T	15.5	0.87	37	0.444	0.66	30	-0.262	0.79
rs2293152	G>C	33	0.06	68	-2.068	0.04	53	-0.368	0.71
rs2306580	C>G	9.5	0.47	23	1.402	0.16	18	-0.572	0.57
rs3869550	A>G	35.9	0.21	57	2.453	0.01	49	-0.952	0.34
rs8069645	A>G	26	0.32	50	1.774	0.076	38	-0.589	0.56
rs7217655	C>T	34.9	0.16	55	2.586	0.01	48	-0.847	0.40
rs6503695	T>C	30.6	0.34	63	1.527	0.13	45	-0.382	0.70
rs6503697	A>T	26	0.59	51	1.610	0.11	41	-1.026	0.31
rs9891119	A>C
rs17593222	C>G	8.8	0.38	21	1.639	0.10	18	-0.572	0.57
rs744166	T>C	40.8	0.19	66	2.217	0.03	51	-0.611	0.55
rs4796793	C>G	25	0.37	52	1.523	0.13	39	-0.470	0.64

l'analyse haplotypique du gène STAT3 a été faite en testant toutes les combinaisons de 2 SNPs. Seule une combinaison de deux SNPs localisés dans deux blocs de DL différents, rs1053004 dans la région 3'UTR et rs7217655 dans l'intron 3, montre une sous-transmission de l'haplotype CC de fréquence de 6% chez les malades (Z=-2.09, P=0.03) (Table 3.53Analyse d'association des haplotypes de STAT3 sur le Lot I par FBAT). Après stratification du lot I selon la présence ou non de l'allèle à risque HLA-Cw6, l'analyse des TagSNPs révèle une faible association du psoriasis avec trois nouveaux SNPs, rs3869550 (intron 3), rs7217655 (intron 3), rs744166 (intron 1), et avec rs2293152 précédemment identifiés comme étant faiblement associés avec la maladie dans le premier test (P=0.01, P=0.01, P=0.03 et P=0.04 respectivement) et uniquement dans le cas où l'analyse prend en compte les malades portant l'allèle HLA-Cw6 (Table 3.54 Analyse d'association des TagSNPs de STAT3 dans les sous groupes porteurs ou non de l'allèle à risque HLA-Cw6 dans le Lot I). Même si ces associations obtenues après cette stratification sont peu significatives, elles sont plus fortes que celles obtenues par l'analyse classique prenant en compte tous les patients, ce qui indiquerait une contribution conjointe du gène STAT3 avec le locus PSORS1 dans la prédisposition à la maladie.

Cependant, sur l'ensemble des analyses réalisées, ce gène ne semble pas intervenir dans la pathologie de la maladie.