Etude du signal AMP cyclique déclenché par la chimiokine CX3CL1 en aval de son récepteur ...

257 Pages·2015·5.66 MB·French

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THESE DE DOCTORAT DE
L’UNIVERSITE PIERRE et MARIE CURIE

École doctorale Complexité du Vivant (ED515)

Spécialité Biologie Moléculaire et Cellulaire

Présentée par

Mlle VIRGINIA FELOUZIS

Pour obtenir le grade de
Docteur de l’université PARIS VI

Sujet de thèse :

Etude du signal AMP cyclique déclenché par la
chimiokine CX3CL1 en aval de son récepteur
CX3CR1

Soutenue publiquement
le 31 mars 2015

Devant le jury composé de :

Pr. Pierre VINCENT Président
Dr. Karl BALABANIAN Examinateur
Dr. Klaus SEUWEN Examinateur
Dr. Gilles GUILLON Rapporteur
Dr Clotilde RANDRIAMAMPITA Rapporteur
Dr. DETERRE Philippe Directeur de thèse
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Table des Matières
Avant Propos 13
Introduction Bibliographique 17

I. LES RECEPTEURS COUPLES AUX PROTEINES G 21
A] GENERALITES 22
A.1 – STRUCTURES DES RCPG 23
A.2 – CLASSIFICATION DES RCPG 24
A.2.1 – La famille A : « Rhodopsin like » 25
A.2.2 – La famille B: « Secretin like » 27
A.2.3 – La famille C : « Metabotrope-glutamate/pheromone» 28
A.2.4 – Autres familles : D / E / F 28
B] TRANSDUCTION DU SIGNAL PAR LES PROTEINES G 29
B.1 – RCPG, L’HISTOIRE D’UNE CASCADE DE NOBEL 29
B.2 – LES DIFFERENTES PROTEINES G 30
B.3 – LE COUPLAGE DES PROTEINES G AUX RECEPTEURS 31
B.4 – ACTIVATION DES PROTEINES G 33
B.5 – LES EFFECTEURS DES PROTEINES G 33
B.5.1 – Les effecteurs activés par la sous-unité Gα 35
B.5.2 – Les effecteurs activés par le complexe βγ 38
C] REGULATION DE L’ACTIVITE DES RCPG 39
C.1– ELIMINATION DU LIGAND 39
C.2 – REGULATION PAR LES RGS (REGULATOR OF G PROTEIN SIGNALLING) 39
C.3 – DESENSIBILISATION 40
C.3.1 – Désensibilisation homologue 41
C.3.2 – Désensibilisation hétérologue 41
C.4 – INTERNALISATION DES RCPG DEPENDANTE DES Β-ARRESTINES 42
C.4.1 – Internalisation constitutive des RCPG 42
C.4.2 – Internalisation dépendante du ligand 42
D] TRANSDUCTION DU SIGNAL NON-CONVENTIONNELLE 43
D.1– TRANSDUCTION DU SIGNAL DEPENDANT DES PROTEINES G PAR DES RCPG INTERNALISES 43
D.2– TRANSDUCTION DU SIGNAL INDEPENDANT DES PROTEINES G 46
D.2.1 – Activation des différentes voies MAPK 46
D.2.2 –Autres voies de signalisation 47

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II. LE SYSTEME CHIMIOKINE/ RECEPTEUR DE CHIMIOKINE 49
A] LES CHIMIOKINES 49
A.1 – CLASSIFICATION STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE 50
A.1.1 – Les CXC-chimiokines 52
A.1.2 – Les CC-chimiokines 52
A.1.3 – Les CX3C-chimiokines 54
A.1.4 – Les C-chimiokines 54
A.2 – STRUCTURE DES CHIMIOKINES 54
A.2.1 – Séquence primaire 54
A.2.2 – Structure tridimensionnelle 55
A.2.3 – Sructure quaternaire 55
A.2.4 – Fixation aux glycosaminoglycanes 57
B] LES RECEPTEURS AUX CHIMIOKINES (OU RCK) 58
B.1 – CLASSIFICATION DES RCK 58
B.2 – STRUCTURE DES RCK 59
B.3 –DIMERISATION ET OLIGOMERISATION DES RCK 60
B.4 –EXPRESSION DES RCK 61
B.4.1 – Profil d’expression des RCK 62
B.4.2 – Régulation de l’expression des RCK 62
C] INTERACTION CHIMIOKINE-RECEPTEUR 63
C.1 – REDONDANCE DES INTERACTIONS LIGANDS/RECEPTEURS 63
C.2– UN MODELE D’INTERACTION EN DEUX ETAPES 64
C.3– TRANSDUCTION DU SIGNAL 64
C.3.1 – Voies protéine G dépendantes 64
C.3.2 – Voies protéine G indépendantes 66
C.3.3 –Régulation de l’activité 67
D] ROLES PHYSIOLOGIQUES DES CHIMIOKINES ET DES RCK 68
D.1 – CHIMIOTACTISME ET MIGRATION CELLULAIRE 69
D.1.1. – Transmigration endothéliale 69
D.1.2 – Migration interstitielle 70
D.2 – HEMATOPOÏESE 70
D.3 – ANGIOGENESE 71
D.4 – INITIATION DE LA REPONSE IMMUNITAIRE… 71
D.3.1 – …innée 72
D.3.2 – …adaptative 72
E] PHYSIOPATHOLOGIE DES CHIMIOKINES ET DE LEURS RECEPTEURS 73
E.1 – CHIMIOKINES ET MALADIES INFLAMMATOIRES 73
E.2 – CHIMIOKINES ET INFECTIONS VIRALES 75
E.3 – CHIMIOKINES ET CANCERS 75
E.3.1 – Rôle des chimiokines sur la croissance et/ou la survie tumorale 76
E.3.2 – Rôle des chimiokines sur l’angiogenèse tumorale 77
E.3.3 – Rôle des chimiokines dans la dissémination tumorale 78
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III. LA CHIMIOKINE CX3CL1 ET SON RECEPTEUR LE CX3CR1 82
A] LA CHIMIOKINE CX3CL1, UNE CHIMIOKINE UN PEU PARTICULIERE… 82
A.1 – STRUCTURE 82
A.2 – RELATION STRUCTURE – FONCTIONS 83
A.2.1 – Domaine chimiokine 83
A.2.2 – Tronc mucine 84
A.2.3 – Domaine transmembranaire 84
A.2.4 – Domaine intracellulaire 84
A.3 – EXPRESSION DU CX3CL1 85
A.3.1 – Sites de production 85
A.3.2 – Régulation de l’expression 85
B] CX3CR1 87
B.1 – STRUCTURE 87
B.2 – POLYMORPHISME GENETIQUE DU CX3CR1 88
B.3 – EXPRESSION DU CX3CR1 89
B.3.1 – Les monocytes 89
B.3.2 – Les lymphocytes 91
B.3.3 – Les autres cellules CX3CR1+ 92
B.3.4 – Régulation de l’expression du CX3CR1 92
B.4– TRANSDUCTION DU SIGNAL EN AVAL DU CX3CR1 93
B.4.1 – Signal Calcique 93
B.4.2 – La voie AMP cyclique 94
B.4.3 – Interaction entre les voies de transduction calcique et AMPc 95
B.4.4 – Voie des MAP-Kinases 95
C] FONCTIONS ASSOCIEES AUX COUPLES CX3CR1/CX3CL1 96
C.1– CHIMIOTACTISME 97
C.2- ADHESION CELLULAIRE … 97
C.2.1 – … induite par la forme soluble 99
C.2.2 – … induite par la forme membranaire 99
C.2.3 – Corrélations fonctionnelles du polymorphisme génétique du CX3CR1 100
D] PHYSIOLOGIE DU COUPLE CX3CR1/CX3CL1 101
D.1- PROLIFERATION, DIFFERENTIATION ET SURVIE DES CELLULES 101
D.2- OSTEOCLASTOGENESE 101
D.3- REPONSES INFLAMMATOIRE ET IMMUNITAIRE 103
D.4- ROLE PHYSIOLOGIQUE DANS LE SYSTEME NERVEUX CENTRAL 104
CX3CL1, « SIGNAL OFF » DE L’ACTIVATION MICROGLIALE 104
E] PHYSIOPATHOLOGIE DU COUPLE CX3CR1/CX3CL1 105
E.1- INFLAMMATION 105
E.2- PATHOLOGIE CARDIO-VASCULAIRE SUR FOND D’INFLAMMATION 106
E.3- PATHOLOGIES CEREBRALES 108
E.3.1 – Douleur 108

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E.3.2 –Maladies neurodégénératives 109
E.4- CX3CL1 ET CANCER 110
E.5- CX3CL1 ET VIH 112

IV. AMP CYCLIQUE & IMMUNITE : AMI OU ENNEMI ? 115
A] ANATOMIE DU SYSTEME AMPC 115
A.1- EFFECTEURS ET VOIES DE SIGNALISATION 115
A.1.1 – Les Phosphodiestérases (PDE) 116
A.1.2 – Effecteurs de l’AMPc 118
A.2- COMPARTIMENTATION DU SIGNAL CAMP… 121
A.2.1 – Importance des AKAP 122
A.2.2 – Implication des PDE 123
B] AMPC ET FONCTIONS IMMUNITAIRES 124
B.1 - AMPC, ADHESION ET MIGRATION DES CELLULES DU SYSTEME IMMUNITAIRE. 124
B.2 - AMPC ET FONCTIONS IMMUNES ASSOCIEES AU MONOCYTE/MACROPHAGE 125
B.3 – AMPC ET FONCTIONS LYMPHOCYTAIRES 126
B.3.1 – Lymphocytes T 126
B.3.2 - Signal AMPc, Lymphocyte et VIH 126
Exemple de l’implication de l’AMPc dans la physiopathologie 126
B.3.3 – Lymphocytes B 128
C] OUTILS TECHNOLOGIQUES PERMETTANT L’ETUDE DU SIGNAL AMPC 128
C.1 – TECHNIQUE DE DOSAGE DE L’AMPC INTRACELLULAIRE 129
C.2 – TECHNIQUES RESOLUTIVES UTILISANT LE FRET OU LA LUMINESCENCE 130
C.2.1 - Techniques basées sur la PKA ou ses cibles 130
C.2.2 – Techniques résolutives basées sur les cibles de l’AMPc 132
C.2.3 – Sondes basées sur EPAC 132

V. OBJECTIF DE LA THESE 136
Article 133
Résultats Complémentaires 139

I. CARACTERISATION DE LA VOIE DE SIGNALISATION AMP EN
C
AVAL DU CX3CR1 (COMPLEMENTS) 187
A] ETUDE DE L’IMPLICATION DE DIFFERENTS PARTENAIRES DE LA VOIE AMPC DANS LA REPONSE
INHIBITRICE INDUITE PAR LES CHIMIOKINES 187
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B] RECRUTEMENT DIFFERENTIEL DES Β-ARRESTINES EN FONCTION DE L’ACTIVATION DU
RECEPTEUR PAR LA FORME SOLUBLE OU LA FORME MEMBRANAIRE DU CX3CL1 195

II. IMPLICATION DE L’AMP DANS LES FONCTIONS ASSOCIEES AU
C
COUPLE CX3CL1/CX3CR1 198
A] CHIMIOTACTISME ET AMPC 199
B] EFFET DE L’AUGMENTATION D’AMPC INTRACELLULAIRE SUR LA FONCTION ADHESIVE DU
COUPLE CX3CR1/CX3CL1 200
C] AMPC ET SURVIE 201
Annexes – Fiches Techniques 167
Références Bibliographiques 181

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