Thèse soutenue

Etude des relations entre les mouvements transmembranaires de phosphatidylserine, la vésiculation membranaire et l'apoptose

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Auteur / Autrice : Carole Gidon-Jeangirard
Direction : Jean-Marie Freyssinet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie cellulaire et vasculaire
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Paris 11
Jury : Président / Présidente : Serge Rohr
Examinateurs / Examinatrices : Serge Rohr, Anne-Marie Fischer, Alain Beretz
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Marie Fischer, Alain Beretz

Résumé

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Dans la cellule « au repos », les phospholipides constitutifs de la membrane plasmique sont répartis de manière asymétrique entre les deux feuillets. La phosphatidylsérine (PhtdSer) est majoritairement séquestrée dans le feuillet cytoplasmique. Lors d'un remaniement membranaire, consécutif au déclenchement d'un processus apoptotique, à des stimulations procoagulantes ou pro-inflammatoires, la PhtdSer est exposée à la surface de la cellule. Une surcharge transitoire du feuillet externe peut alors conduire à l'émission de microparticules (MPs) exposant la PhtdSer à leur surface et porteuses d'antigènes de la cellule dont elles sont issues. Ces MPs sont ainsi capables de catalyser les réactions de la coagulation du sang et de véhiculer des messages biologiques. La première partie de 1'exposé des travaux est constituée de deux études qui ont mis en évidence un potentiel anti-apoptotique de l'annexine V, protéine de 37 kDa présentant une très forte affinité pour la PhtdSer. Ce travail a été réalisé sur la lignée humaine lymphocytaire T CEM. Dans la première étude nous avons évalué la possibilité de moduler le déroulement d'un programme de mort en imposant une contrainte externe sur la membrane plasmique de la cellule contrecarrant la vésiculation. L'annexine V a été choisie comme modulateur potentiel de l'apoptose en raison de sa capacité à former un réseau bidimensionnel constituant une sorte d'exosquelette s'ancrant sur les surfaces phospholipidiques et limitant le bourgeonnement membranaire. Cette protéine, de forte affinité pour les phospholipides anioniques, est en effet connue pour sa capacité à bloquer la libération de MPs plaquettaires sans empêcher l'exposition de PhtdSer. Cette étude a permis de mettre en évidence la capacité de l'annexine V à retarder la mort programmée par apoptose in vitro et in vivo dans un modèle murin. La capacité de l'annexine V à former un canal calcique et le résultat de ce premier travail nous ont conduit à examiner, dans la deuxième étude, les modifications du calcium cytosolique au cours de l'apoptose des cellules T CEM. En effet, le calcium est décrit comme l'un des médiateurs universels de l'apoptose et constitue un messager secondaire majeur. Les variations des flux calciques associées à l'apoptose et à son inhibition par l'annexine V nous ont amené à considérer l'effet d'autres annexines. L'annexine V interfère dans le processus apoptotique par sa capacité à former un exosquelette mais aussi en intervenant dans la signalisation intracellulaire puisqu'elle entraîne une augmentation de calcium cytosolique supplémentaire à celle observée au cours de l'apoptose induite. L'annexine I possède elle aussi un potentiel anti-apoptotique mais celui-ci n'est pas associé à une variation du calcium cytosolique. La deuxième partie des travaux présente une étude réalisée, exclusivement in vivo, dont le but était de déterminer l'association entre la vésiculation membranaire et les pathologies inflammatoires de l'intestin et d'en rechercher sa signification physiopathologique à l'aide d'un système de capture sur annexine V insolubilisée. Des taux élevés de MPs circulantes ont été détectés chez les patients atteints de maladie de Crohn comparés à ceux d'une population contrôle et d’individus atteints de recto-colite hémorragique. Ces MPs circulantes sont principalement d'origine plaquettaire et endothéliale. Ces résultats démontrent qu'en dépit du caractère localisé de l'affection, il peut y avoir des taux élevés de MPs dans la circulation systémique qui permettraient justement de discriminer ces deux maladies inflammatoires de l'intestin. L'exposition de PhtdSer et la vésiculation membranaire sont impliqués dans un grand nombre de processus physiopathologiques. L'étude des mécanismes impliqués dans la libération de MPs par les cellules stimulées ou apoptotiques et de leur rôle potentiel dans la communication intercellulaire est d'un intérêt certain. Dans cette approche, les annexines, et l'annexine V en particulier, semblent constituer des outils exceptionnels. Quant aux MPs, elles s'avèrent être des marqueurs biologiques des altérations cellulaires, pertinents à la fois pour le diagnostic de certaines affections et pour l'évaluation de la réponse à des traitements visant soit à induire la mort cellulaire soit à la prévenir.