Couplage "complexe récepteur de l'élastine / récepteur de l'insuline" : la désialylation des glycanes comme facteur d'insulino résistance

Elastin complex receptor / Insulin receptor : the glycan desialylation as an insulin-resistance factor

• Auteur / Autrice : Alexandre Guillot
• Direction : Vincent Durlach, Sébastien Blaise
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences - STS
• Date : Soutenance le 30/01/2017
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Matrice Extra-cellulaire et Dynamique Cellulaire (MEDYC) (Reims, Marne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Durlach, Gilles Faury, Stéphanie Baud, Franck Peiretti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tarik Issad, Régis Pomes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Insulinorésistance

Insuline -- Récepteurs

Mots clés libres

Insulino-Résistance

Récepteur de l'insuline

Peptides d'élastine

Cre

N-Glycosylations

Insulin resistance

Insulin receptor

Elastin derived peptides

Cre

N-Glycan chains

Résumé

Longtemps considérée comme un simple support mécanique, la matrice extracellulaire (MEC) est un élément majeur dans le maintien de l’homéostasie. Ainsi l’élastine, principal constituant de la MEC des gros vaisseaux élastiques, est dégradée au cours du vieillissement, produisant ainsi des peptides d’élastine bioactifs (PE). Plusieurs études ont démontré l'implication des PE en physiopathologies tels que l’invasion tumorale, l’athérosclérose ou l’insulino-résistance (IRes). Ces effets s’expliquent par l’activation du complexe récepteur de l’élastine (CRE), composé par : une sous-unité extracellulaire liant les PE (EBP, elastin binding protein), la cathepsine A (dont le rôle reste inconnu), et la neuraminidase 1 (induisant la signalisation intracellulaire). L'IRes décrite, pourrait être associée à l’activité de désialylation de la neuraminidase-1 sur les chaines de N-glycosylation (Ng-c) du récepteur de l’insuline (RI). Sur la base de cette hypothèse, notre objectif a donc été de confirmer ce mécanisme et ses conséquences in silico (sur le RI), in vitro (pré-adipocytes 3T3-L1) et in vivo (aorte de souris). Nous montrons ainsi in vitro que les PE provoquent un dysfonctionnement de l’autophosphorylation du RI se répercutant sur plusieurs processus cellulaires comme l’entrée du glucose ou encore la différenciation adipocytaire. In silico, nous montrons pour la première fois le rôle des acides sialiques sur le comportement des Ng-c d'une part et sur le RI d'autre part. Enfin, in vivo, cette interaction CRE / IR engendre une hypertension artérielle par une diminution de la vasorelaxation des cellules endothéliales.

Often considered as a simple mechanical support, the extracellular matrix (ECM) is a major element of homeostasis regulation. Thus, elastin, the main constituent of large elastic vessels, is degraded during aging, producing bioactive elastin-derived-peptides (EDP). Several studies have demonstrated the EDP effects in physiopathologies such as tumor invasion, atherosclerosis, or insulin resistance (IRes) development. Those effects are explained by the activation of the elastin receptor complex (CRE), composed of: an extracellular subunit binding EDP (EBP, elastin binding protein), cathepsin A (its role is still unknown) and the sialidase neuraminidase-1 (Neu-1, involved in signaling pathway induction). Interestingly, the lab suggested that IRes may be induced by the desialylation of the N-glycan chains (Ng-c) on the insulin receptor (IR). The aim of this study was to confirm this hypothesis by demonstrating the consequence of desialylation on the IR in silico, on a 3T3-L1 pre-adipocyte cell in vitro, and on vascular complications in vivo. We show that EDP induce in vitro an impairment of IR autophosphorylation, affecting glucose uptake and adipocyte differentiation. In silico approach demonstrates the role of sialic acids on the behavior of Ng-c in the one hand and in other hand of IR. Finally, the IRes induced by ERC-IR interaction increase the vascular complication such as arterial hypertension by endothelial cell impairment. To conclude, Ng-c alteration would likely be responsible for structural changes in the IR at the origin of insulin resistance.