Etude des mécanismes moléculaires impliqués dans le recyclage du fer héminique au cours de l'erythrophagocytose

Molecular mechanisms involved in heme iron recycling during erythrophagocytosis

• Auteur / Autrice : Constance Delaby
• Direction : Bernard Grandchamp Desraux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique humaine
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Érythrocytes

Phagocytose

Fer dans l'organisme

Hème

Érythrocytes

Phagocytose

Résumé

Au cours de l'érythrophagocytose (EP), le fer des érythrocytes sénescents est recyclé par les macrophages tissulaires de l'organisme, permettant ainsi de satisfaire les besoins érythropoïétiques journaliers. Les perturbations de ce processus se traduisent par des pathologies de surcharge et de carence en fer. Afin de préciser les mécanismes impliqués dans le recyclage du fer héminique, nous avons élaboré un modèle cellulaire murin d'EP, reproduisant le plus fidèlement possible les mécanismes physiologiques de clairance érythrocytaire. Nous avons alors étudié les modulations d'expression de gènes d'intérêt du métabolisme du fer au cours de l'EP et montré l'induction de HO-1 et de la ferroportine dans les premières heures de ce processus, suivie du maintien de HO-1 et de la répression de la ferroportine aux heures tardives. Nos études indiquent que Thème est catabolisée à l'extérieur du phagolysosorne contenant un érythrocyte, participant ainsi à la régulation transcriptionnelle de HO-1 et de la ferroportine au cours de l'EP. Par ailleurs, nous avons redéfinit et comparer la localisation, l'expression et la régulation de la ferroportine dans les entérocytes et les macrophages. Nos études montrent que la ferroportine macrophagique est présente au sein de vésicules intracellulaires, partiellement localisées à la membrane plasmique des cellules. Notre travail implique clairement l'hepcidine dans la régulation post-traductionnelle de la ferroportine macrophagique. Enfin, l'étude de diverses mutations du gène SLC40A1 (codant la ferroportine) dans un modèle de cellules épithéliales confirme leur effet sur la rétention intracellulaire et le disfonctionnement de l'exporteur.

Following erythrophagocytosis (EP) of senescent erythrocytes, heme iron is recycled to the plasma by tissue macrophages. This process delivers thé majority of iron needed for erythropoiesis, and is critical for mammalian homeostasis. In order to precise the molecular mechanisms involved in iron recycling by macrophages, we characterised a murine cellular model of EP, reproducing as close as possible the physiologic pathway of erythrocytes clearance. Using this model, we show the early induction of the enzyme responsible for the catabolism of heme (HO-1) and the iron exporter ferroportin. In later stages of EP, our results indicate a sustained high expression of HO-1 and a repression of ferroportin. Moreover, the study of the biogenesis of a phagolysosorne containing an erythrocyte indicates an extra phagosomal degradation of heme and its subsequent contribution in the positive transcriptionnal regulation of HO-1 and ferroportin during EP. We also redefined and compared the localisation, expression and regulation of ferroportin in various mouse tissues. We show that in macrophages, ferroportin is localised in vesicular compartments that can reach the plasma membrane. In addition, our results indicate a strong and fast effect of hepcidin on the subcellular localisation and expression of the exporter in macrophages. Finally, the study of various mutations in the gene encoding ferroportin (namely SLC40A1) in epithelial cells illustrates their effects on the intracellular retention and dysfunction of the exporter.