Université Bordeaux Segalen Année 2012 Thèse n° 1939 Thèse pour le DOCTORAT DE L ...

200 Pages·2013·13.4 MB·French

Université Bordeaux Segalen
Année 2012 Thèse n° 1939

Thèse pour le
DOCTORAT DE L’UNIVERSITE BORDEAUX II
Mention : Sciences, Technologie, Santé
Option : Biologie Cellulaire et Physiopathologie

Présentée et soutenue publiquement le 26 Novembre 2012 par

RIGOTHIER Claire
Née le 2 juin 1977 à Paris 15ème (75)

La protéine IQGAP1 dans le podocyte : caractérisation et implications
physiopathologiques.

Directeur de thèse

Monsieur le Professeur C. Combe

Membres du jury

Monsieur le Professeur P. Ronco Président
Madame le Professeur H. François Rapporteur
Monsieur le Docteur J. Schanstra Rapporteur
Monsieur le Professeur J.L. Pellegrin Examinateur
Monsieur le Docteur G. Welsh Examinateur
Monsieur le Docteur J. Ripoche Membre invité
Remerciements

Au Professeur Christian Combe, vous m’avez donné l’opportunité et encouragé à découvrir
l’univers de la recherche. Je tiens également à vous remercier pour la confiance et le soutien
que vous m’apportez et ce depuis de nombreuses années,
Au Professeur Pierre Ronco, vous m’avez fait l’honneur de présider ce jury de thèse,
Aux Professeur Hélène François et Docteur Joost Schanstra, vous me faites l’honneur d’avoir
accepté d’examiner et de juger ce travail,
Au Professeur Jean-Luc Pellegrin, vous me faites l’honneur de délaisser transitoirement la
Médecine Interne pour juger ce travail,
Au Docteur Gavin Welsh, you have honoured me by judging this work and coming to
Bordeaux. I will thank you for all your time dedicated during my year in Bristol,
Remerciements sincères au Docteur Jean Ripoche pour votre aide et votre soutien.
1
Merci au Docteur Joëlle Amédée de m’avoir accueillie au sein de son laboratoire et d’avoir pu
y travailler dans la joie et la bonne humeur,
Merci au Professeur Moin Saleem et Peter Mathieson de m’avoir accueillie au sein de leur
laboratoire et m’avoir apportée autant de connaissances,
Merci aux personnes avec qui j’ai eu le bonheur de travailler durant ces trois années: Matt
Wherlock, Jess Harris, Ishita Dasgupta, Chantal Bourget, Richard Daculsi, Magalie
Geneviève et à l’ensemble de l’équipe de l’Academic Renal Unit et de l’unité U1026,

A Yannick et Alban,
A ma famille,
A mes amis.

2
Sommaire

LISTE DES ABREVIATIONS...............................................................................................7
LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX.............................................................................10
INTRODUCTION..................................................................................................................12
I. LA BARRIERE GLOMERULAIRE.........................................................................................13
A. Développement..........................................................................................................13
B. Structure....................................................................................................................15
1. Cellules endothéliales glomérulaires.....................................................................15
2. Membrane basale glomérulaire..............................................................................16
3. Podocytes ou cellules épithéliales viscérales.........................................................17
C. Implication dans la pathologie glomérulaire............................................................18
II. LES PROTEINES DU PODOCYTE.......................................................................................20
A. Le diaphragme de fente.............................................................................................20
1. Néphrine................................................................................................................21
2. Podocine................................................................................................................22
3. CD2AP...................................................................................................................23
4. NCK 1et 2..............................................................................................................23
5. P-cadhérine............................................................................................................24
6. ZO-1.......................................................................................................................24
7. NEPH1-3................................................................................................................24
8. Phospholipase Cε1.................................................................................................25
9. FAT 1 et 2..............................................................................................................25
10. TRPC6..................................................................................................................26
B. Domaine apical.........................................................................................................26
1. Podocalyxine..........................................................................................................27
2. Ezrine.....................................................................................................................28
3. NHERF2................................................................................................................28
4. CLIC5A.................................................................................................................29
5. GLEPP1.................................................................................................................29
C. Domaine basal...........................................................................................................30
1. Intégrine α3β1........................................................................................................30
3
2. ILK.........................................................................................................................31
3. CD151....................................................................................................................31
4. uPAR......................................................................................................................32
D. Cytosquelette podocytaire.........................................................................................33
1. α-actinine-4............................................................................................................33
2. MAGI.....................................................................................................................34
3. Synaptopodine.......................................................................................................35
4. INF2.......................................................................................................................35
5. MYH9....................................................................................................................36
6. Myo1E...................................................................................................................37
7. RhoGTPases et Cdc42...........................................................................................38
E. Protéines mitochondriales........................................................................................38
III. IQGAP1.......................................................................................................................39
A. Famille IQGAP.........................................................................................................39
B. Distribution tissulaire et cellulaire...........................................................................42
C. Structure d’IQGAP1..................................................................................................43
1. Domaine CHD.......................................................................................................44
2. Domaine WW........................................................................................................44
3. Domaine IQ...........................................................................................................45
4. Domaine GRD.......................................................................................................45
5. Domaine RGCT.....................................................................................................46
D. Interactions protéiques.............................................................................................47
E. Dimérisation de la protéine IQGAP1.......................................................................49
F. Fonctions cellulaires d’IQGAP1...............................................................................50
1. Remodelage du cytosquelette d’actine..................................................................50
2. Dynamique des microtubules et migration cellulaire............................................52
3. Adhésion cellulaire................................................................................................54
4. Prolifération cellulaire...........................................................................................56
5. Régulation de l’expression de gènes......................................................................56
6. Exocytose...............................................................................................................57
G. Régulation de la protéine IQGAP1 et de ses fonctions.............................................58
1. Interactions protéiques...........................................................................................58
2. Localisation cellulaire............................................................................................59
3. Oligodimérisation..................................................................................................59
4
4. Phosphorylation.....................................................................................................59
H. Modèle murin déficient pour l’expression d’IQGAP1..............................................60
I. IQGAP1 au sein du néphron......................................................................................60
IV. LES VOIES DE SIGNALISATION ET IQGAP1...................................................................61
A. La voie MAP kinase..................................................................................................61
1. Composition...........................................................................................................61
2. Voie de signalisation ERK1/2...............................................................................61
3. Régulation..............................................................................................................63
4. Implication en pathologie humaine.......................................................................63
B. La voie Wnt/β-caténine.............................................................................................64
1. Voie de signalisation..............................................................................................64
2. Régulation de la voie Wnt/β-caténine....................................................................65
3. Implication de la β-caténine en pathologie humaine.............................................66
C. La voie de signalisation calcique..............................................................................67
D. La voie de signalisation RhoGTPase........................................................................68
E. La voie de signalisation mTOR.................................................................................69
F. Les voies de signalisation médiées par les récepteurs..............................................70
1. Récepteur du facteur de croissance épidermique...................................................70
2. Récepteur du facteur de croissance endothélial vasculaire....................................71
3. CD44......................................................................................................................71
V. LE SYNDROME NEPHROTIQUE IDIOPATHIQUE.................................................................72
A. Définition...................................................................................................................72
B. Histologie..................................................................................................................73
C. Physiopathologie.......................................................................................................74
VI. LES MODELES EXPERIMENTAUX DE SYNDROME NEPHROTIQUE IDIOPATHIQUE..............76
A. Modèle d’aminonucléoside de puromycine...............................................................76
1. Protocole................................................................................................................76
2. Lésions histologiques.............................................................................................77
3. Cinétique des lésions histologiques.......................................................................77
4. Mécanismes d’action.............................................................................................78
5. Intérêt.....................................................................................................................78
B. Modèle d’adriamycine..............................................................................................79
1. Protocole................................................................................................................79
2. Lésions histologiques.............................................................................................79
5
3. Cinétique des lésions histologiques.......................................................................79
4. Mécanisme d’action...............................................................................................80
5. Intérêt.....................................................................................................................80
C. Modèle de sulfate de protamine................................................................................81
D. Induction de syndrome néphrotique par les plasmas de patients.............................82
E. Modèle murin humanisé CD34+................................................................................82
F. Modèle murin de surexpression de c-mip..................................................................83
OBJECTIFS...........................................................................................................................85
RESULTATS..........................................................................................................................87
I. CARACTERISATION DE LA PROTEINE IQGAP1 ET ETUDE DE SON ROLE DANS LA
PHYSIOLOGIE DE PODOCYTE..................................................................................................87
II. ETUDE DES PROPRIETES DE LA PROTEINE IQGAP1 AU COURS DU SYNDROME
NEPHROTIQUE EXPERIMENTAL D’AMINONUCLEOSIDE DE PUROMYCINE...............................109
III. ETUDE DES CARACTERISTIQUES DE LA PROTEINE IQGAP1 LORS D’UNE EXPOSITION A
DES PLASMAS DE PATIENTS PRESENTANT UN SYNDROME NEPHROTIQUE IDIOPATHIQUE......141
IV. ETUDE DES CARACTERISTIQUES DE LA PROTEINE IQGAP1 DANS LA LIGNEE DE
PODOCYTES MUTES POUR LE GENE DE LA PHOSPHOLIPASE CΕ1...........................................147
DISCUSSION GENERALE ET PERSPECTIVES..........................................................156
BIBLIOGRAPHIE...............................................................................................................163
PUBLICATIONS ET COMMUNICATIONS...................................................................194
PUBLICATIONS ORIGINALES SCIENTIFIQUES ........................................................................194
COMMUNICATIONS..............................................................................................................194

6
Liste des abréviations

ABD : Actin binding domain
Actine-F : Actine filamenteuse
ADN : Acide désoxribonucleique
AKAP : A-kinase anchoring protein
APC : Adenomatous polyposis coli
ARNm Acide ribonucléique messager
Arp : Actin related protein
β-Trcp : β-transducin repeat containing protein
CD : Cluster of differenciation
CD2AP : CD2-associated protein
CHD : Calponin homology domain
CK1 : Casein kinase 1
CLASP : CLIP associated protein
CLIP170 : Cytoplasmic linker protein of 170 kDa
DAD : Diaphanous autoregulatory domain
DID : Diaphanous interacting domain
EB1 : End binding 1
EGF : Epidermal Growth Factor
ERK : Extracellular signal regulated kinase
ERM : Ezrine Radixine Moesine
GAP : GTPase activating protein
GEF : Guanine nucléotide exchange factor
GLEPP1 : Glomerular épithélial protein1
GSK-3β : Glycogen synthase kinase 3β
GTP : Guanosine triphosphate
HANAC : Hereditary angiopathy with nephropathy, aneurysms and muscle cramps
Ig : immunoglobuline
IGF : Insulin Growth Factor
IL-13 : Interleukine 13
ILK : Integrin linked kinase
INF2 : Inverted formin-2
7
IP : Intrapéritonéal
IP : Immunoprécipitation
IV : Intraveineux
JAM : Junctional adhesion molecule
JNK : c-Jun N-terminal kinase
kDa : Kilodalton
LeF : Lymphoïd enhancer factor
LPS : Lipopolysaccharide
MAGI : MAGUK inverted domain
MAGUK : Membrane associated guanylate kinase
MAP kinase : Mitogen activated protein kinase
MCP-1 : Monocyte chemoattractant protein 1
MEK : Mitogen activated protein kinase/ERK kinase
MELAS : Mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes
mTOR : mammalian target of rapamycin
mTORC : mammalian target of rapamycin complex
NCK : Non catalytic region of tyrosine kinase adaptor protein
NFAT : Nuclear factor of activated T-cells
nm : nanomètre
NRON : Non-protein coding RNA, repressor of NFAT
N-WASP : Neural Wiskott Aldrich syndrome protein
PAK : p21-activated protein kinase
PAN : Puromycine aminonucléoside
PDGF : Platelet derived growth factor
PKC : Protein kinase C
PKN : Protein kinase N
PLC : Phospholipase C
PV-1 : Plasmalemmal vesicle-associated protein-1
P60/P90 : PAN 60/90 minutes
RANTES : Regulated upon activation normal T cell expressed and presumably secreted
RGCT : Ras GAP C-Terminal
ROCK : Rho-associated coiled-coil forming protein kinase
Rsk90 : 90 kDa Ribosomal protein S6 kinase
SC : Sous cutané
8
SH : Src homology
suPAR : soluble urokinase plasminogen activator receptor
TCF : T cell factor
TLR : Toll Like receptor
TRPC6 : Transient receptor potential cation channel 6
uPAR : Urokinase plasminogen activator receptor
VEGF : Vascular Endothelial Growth Factor
VEGFR : Vascular Endothelial Growth Factor Recepteur
WB : Western blot
WT1 : Wilm’s Tumor 1
ZO-1 : Zona Ocludens 1

9