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118 Pages·2013·6.09 MB·French

ETUDE DE L TMPLICA TION DE LA PROSTAGLANDINE E2 DANS LA SIGNALISATION
CELLULAIRE MEN ANT A LA CHIMIOTAXIE DES MONOCYTES VERS LES LIGANDS
CCL19/CCL21 ET L ’IMPACT DE LA MA TURA TION DES MONOCYTES EN
MACROPHAGESSUR LEUR RECEPTEUR CCR7
par
Marc-Andre Allaire
Memoire presente au Departement de biologie en vue
de I'obtention du grade de maitre es sciences (M.Sc.)
FACULTE DES SCIENCES
UNIVERSITE DE SHERBROOKE
Sherbrooke, Quebec, Canada, janvier 2013
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Canada
Le 29janvier 2013
le jury a accepte le memoire de Monsieur Marc-Andre Allaire
dans sa version finale.
Membres du jury
Professeure Nancy Dumais
Directrice de recherche
Departement de biologie
Professeure Jana Stankova
Evaluatrice interne
Departement de biologie
Professeur Brian Geoffrey Talbot
President rapporteur
Departement de biologie
Sommaire
Le Recepteur de chimiokine CCR7 joue un role important dans la migration des cellules
immunitaires, permettant ainsi l’initiation de la reponse immunitaire. Des etudes ont demontre
qu’une deficience dans l’expression de ce recepteur ou de ces ligand CCL19 et CCL21 a un
impact considerable sur la mise en place de la reaction immunitaire suite a un stimulus.
D’autre part la prostaglandine de serie E a ete identifier comme un agent regulateur important
2
sur l’expression et la fonctionnalite du recepteur CCR7 dans l’etablissement de la reponse
immunitaire, principalement au niveau des cellules dendritiques. L’elevation du niveau de
prostaglandine E , lors de certaine infection, induit une augmentation importante de la
2
migration des cellules immunitaires, lors de l’activation du recepteur CCR7. Ces cellules vont
alors migrer vers ses ligands qui sont produit principalement au niveau des ganglions
lymphatique, permettant ainsi la presentation antigenique aux cellules du systeme immunitaire
adaptatif. Recemment, des travaux on permis de mettre en evidence l’expression du recepteur
CCR7 chez les monocyte et du role important de la PGE dans 1’expression et la fonctionnalite
2
du recepteur chez ces cellules.
Les travaux realises dans le cadre de cette maitrise avaient pour but, dans un premier temps, de
determiner les mecanismes moleculaires permettant la migration cellulaire des monocytes
suite a l’activation du recepteur CCR7 par la presence de son ligand CCL19. Nous avons
egalement verifle f implication de la PGE dans ce processus. Partant des mecanismes connus
2
chez les cellules dendritiques et des cellules T, nous avons etablie que la participation des
MAPK p38, ERK et JNK sont importantes dans ce processus. La presence de PGE permet
2
une phosphorylation plus rapide de ses MAPK. Nous avons ensuite verifle la participation de
la voie RhoA/ROCK, importante dans le rearrangement du cytosquelette d’actine. L’activation
du recepteur CCR7 par son ligand CCL19 permet une activation de RhoA. Cette activation
survient plus rapidement lorsque les cellules sont en presence de PGE . Lorsque ces voies
2
ii
metaboliques sont bloquees par des inhibiteurs pharmacologiques, la migration des monocytes
est alors inhibee, demontrant ’importance de ses voies pour la migration des monocytes vers
1
les ligands CCL191
Dans un second temps, nous avons etudie 1’impact de la maturation des monocytes en
macrophage sur le recepteur CCR7. Jusqu'a maintenant, il est connu que la PGE permet une
2
augmentation de 1’expression de CCR7 chez les monocytes et augmente la reponse
chimiotactique des cellules vers les ligands de CCR7. De plus on sait que lors de la
maturation des monocytes en cellules dendritique mature, une forte augmentation de
1’expression du recepteur CCR7 est observe et que la presence de PGE est essentiel pour
2
assurer la fonctionnalite du recepteur. Toutefois, l’impact de la maturation des monocytes en
macrophage sur le recepteur CCR7 est encore inconnu. Nous avons alors demontre que lors
de la maturation des monocytes en macrophages, il y a une importante perte de l’expression du
recepteur CCR7 et que la presence inflammatoire de la PGE ne permet pas une augmentation
2
de l’expression du recepteur et de la migration des cellules chers les ligands de CCR7. La
migration des macrophages vers les ganglions lymphatique ne serait alors pas attribute a la
chimiotaxie de CCR7 vers ses ligands.
Ces travaux ont permis de mettre en lumiere les principaux acteurs moleculaires implique dans
la migration des monocytes suite a l’activation du recepteur CCR7 et que la PGE permettrait
2
aux monocytes de migrer preferentiellement vers ses ligands au lieu de transmigrer vers les
tissus ou ils se differencieraient en macrophage. Suite a la differentiation des monocytes en
macrophages, nous avons egalement pu demontrer qu’ils n’ont plus la capacite d’ exprimer le
recepteur CCR7 et amorcer leur migration vers les ligands CCL19 et CCL21 exer ant ainsi
9
leur fonction en tant que cellules residente des tissus.
Mots cles :
Monocytes, macrophages, CCR7, CCL19, PGE , MAPK, RhoA/ROCK, migration
2
Remerciements
La realisation de ce projet de recherche a ete rendue possible grace a la participation de
plusieurs personnes. Je tiens tout d’abord a remercier ma directrice de recherche Nancy
Dumais pour son accueil dans son laboratoire et de m’avoir propose ce projet. Merci de
nT avoir fait confiance, de ton support tout au long de ma maitrise et de tes bons conseils.
Je souhaite egalement souligner ma reconnaissance envers mes conseillers, Dr. Brian G.
Talbot et Dr. Jana Stankova pour leur temps, leur conseils et de m’avoir dirige vers des
reflexions qui m’ont permis d’assimiler davantage les composantes de mon projet. Je tiens
egalement a souligner la participation de la faculte des sciences de l’Universite de Sherbrooke
ainsi que l’appui financier du IRSC.
Merci egalement aux membres du laboratoire pour le temps partage ensemble, les discussions
et l’entraide apporte qui ont permis l’accomplissement de ce projet. Merci egalement aux
donneurs de sangs qui ont permis la realisation de ce projet projet.
Merci egalement a famille pour leur appui tout au long de mes etudes et plus particulierement
a ma conjointe Anne St-Amaud sans qui mes etudes aurais ete beaucoup plus difficile. Merci a
ma fille Maxim qui est arrivee parmi nous vers la fin de mes etudes comme un petit rayon de
soleil et qui a rempli notre de vie de bonheur.
Table des matieres
Sommaire...................................................................................................................................................ii
Remerciements..........................................................................................................................................iv
Table des matieres.....................................................................................................................................v
Liste des abreviations..............................................................................................................................vii
Liste des figures........................................................................................................................................ix
Introduction................................................................................................................................................
1
1. La prostaglandine de serie E .........................................................................................................1
2
1.1. Synthese de la PGE ...................................................................................................................2
2
1.1.1. Les etapes de synthese........................................................................................................2
1.1.1.1. Phosoholipase A2.............................................................................................. 2
1.1.1.2 Cyclooxygenases............................................................................................................3
1.1.1.3. Prostaglandine E synthase.........................................................................................5
1.1.2. Recapitulatif........................................................................................................................7
1.1.3. Le transport de la PGE2.....................................................................................................
8
1.1.4 La degradation de la PGE2................................................................................................9
1.2 Les effets de la PGE ................................................................................................................10
2
1.2.1 Les recepteurs...................................................................................................................11
.2.2 Les roles physiologiques et pathologiques de la PGE ......................................................13
1 2
1.2.2.1 Fonctions associees aux enzymes COX et PGES.........................................................14
1.2.2.2 Roles specifiques des recepteurs EP............................................................................16
1.2.2.3 Roles de la PGE2 lors de I 'inflammation......................................................................17
2 Le recepteur de chimiokine CCR7..................................................................................................19
2.1 Les ligands de CCR7................................................................................................................19
2.2 Les fonctions de CCR7 au niveau du systeme immunitaire....................................................21
2.2.1 Chez les cellules lymphoi'des...........................................................................................21
2.2.1.1 Migration des cellules T via le recepteur CCR7..........................................................23
v
2.2.2 Chez les lymphocytes B...................................................................................................25
2.2.3 Chez les cellules dendritiques..........................................................................................25
2.2.4 Chez les monocytes..........................................................................................................27
2.2.5 Interaction entre la PGE et le recepteur de chimiokine CCR7........................................28
2
2.2.6 Signalisation induite par CCL19/CCL21.........................................................................29
2.2.6.1 Chez les cellules dendritiques.....................................................................................29
2.2.6.2 Chez d 'autres types cellulaires....................................................................................31
3 Hypotheses de recherche et objectifs des travaux............................................................................33
3.1 L’importance de la PGE dans la signalisation et la fonctionnalite du recepteur CCR7 chez
2
les monocytes......................................................................................................................................34
3.2 L’impact de la differenciation des monocytes en macrophages sur le recepteur CCR7? 35
Chapitre 1 : Implication des MAPKs et RhoA/ROCK dans la signalisation menant a la migration
mediee par la PGE des monocytes via le recepteurC CR7.....................................................................36
2
1.1. Preambule................................................................................................................................36
1.2. Article 1.........................................................................................................................................37
Chapitre 2 : La prostaglandine E ne module pas l’expression et la fonctionnalite de CCR7 apres la
2
differenciation des monocytes sanguins en macrophages........................................................................52
2.1 Preambule................................................................................................................................52
2.2 Article 2.........................................................................................................................................53
Discussion...............................................................................................................................................77
Conclusion..................... 87
Bibliographie...........................................................................................................................................89
Liste des abreviations
AA Acide Arachidonique
AINS anti-inflammatoires non steroi'diens
AMPc Adenosine monophosphate cyclique
ARN Acide ribonucleique
ATCH Adrenocorticotrophine
ATP Adenosine triphosphate
BLR De T anglais « Burkitt lymphoma receptor »
C/EBP De 1’anglais « CCAAT-enhancer-binding proteins »
CaMPK De l’anglais « calmodulin dependent kinases »
CD De Tanglais « cluster of differenciation »
CMH Complexe majeur d’histocompatibilite
COX Cyclooxygenase
CREB De l’anglais « CRE-binding protein »
DC De Tanglais « dendritic cell »
DN Double negatif
DP Double positif
EP Recepteur des prostaglandines
ERK De Tanglais « extracellular signal-regulated kinases »
GAG Glycosaminoglycans
G-CSF De Tanglais « Granulocyte-Colony Stimulating Factor »
GPCR De Tanglais « G-protein coupled receptor »
GTP Guanosine Triphosphate
HEV De Tanglais « high endothelial venule »
HSP De Tanglais « Heat Shock Protein »
ICAM De Tanglais « intercellular ashesion molecule »
IL Interleukine
INF Interferon
IP De Tanglais « interferon inducibe protein »
JNK De Tanglais «c-Jun N-terminal kinase»
LIMK De Tanglais « LIM domain kinase 1 »
LPS Lipopolysaccaride
LTB Leukotriene B
MAPK De Tanglais « mitogen-activated protein kinase »
MCP De Tanglais « monocyte chemoattractant protein »
MDM Macrophage derive des monocytes
MDMM1 Macrophage derive des Mono Mac 1
MIP De Tanglais « macrophage inflammatory protein »
MLC De Tanglais « Myosin Light Chain »
MM1 Mono Mac 1
MRP De Tanglais « multidrug resistance proteins »
PG Prostaglandine
PGES Prostaglandine E synthase
PGHS Prostaglandine G/H synthase
PGT De Tanglais « Prostaglandin Transport »
PI3K Phosphatidylinositol 3-kinase
PKA Proteine Kinase A
PLA Phospholipase A
PLC Phospholipase C
PNAD De Tanglais « peripheral-node addressins »
RhoA De Tanglais « Ras homolog gene family, member A »
ROCK De Tanglais « Rho-associated coilded-coil forming protein kinase »
SP Simple positif
Tcm Lymphocyte T a memoire centrale
TCR De Tanglais « T-cell receptor »
TGF De Tanglais « Transforming growth factor »
TNF-a De Tanglais « Tumor necrosis factor-alpha »
TReg Lymphocyte T regulateur
VIH Virus de I’immunodeficience humaine