Importance du segment transmembranaire dans la dimérisation de la neuropiline 1 : Implications physiopathologiques dans la régénération nerveuse et la croissance tumorale

Role of the transmembrane domain in neuropilin 1 dimerization : Pathophysiological significance in nervous system regeneration and in tumor growth

• Auteur / Autrice : Lise Roth
• Direction : Gérard Cremel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

TNF (cytokines)

Sémaphorines

Système nerveux -- Régénération (biologie)

Protéines membranaires

Récepteurs

Résumé

La neuropiline 1 (NRP1) est le récepteur de ligands appartenant à deux familles différentes, les sémaphorines d’une part, et le VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) d’autre part. La dimérisation de ce récepteur bitopique est nécessaire à l’activation de la signalisation intracellulaire. Or NRP1 possède un motif transmembranaire (TM) de dimérisation GxxxGxxxG. Nous avons donc décidé d’étudier l’importance du domaine TM dans la dimérisation de NRP1. Nous avons d’abord montré que ce domaine, via le motif GxxxGxxxG, présente une forte capacité de dimérisation L’importance biologique du motif GxxxGxxxG a été confirmée par l’absence de collapsus des cellules COS exprimant NRP1 mutée au niveau du motif de dimérisation. Un peptide synthétique mimant le segment TM nous a ensuite permis d’inhiber sélectivement les effets induits par Sema3A dans trois modèles cellulaires différents. Des analyses de constantes de sédimentation suivant des centrifugations en gradients de saccharose ont montré que l’effet inhibiteur du peptide synthétique passe par la déstabilisation du complexe récepteur. L’ensemble de ces résultats fait apparaître le segment TM comme un acteur majeur de la dimérisation de NRP1 et de la signalisation qui en découle. Par ailleurs, pas son rôle de récepteur de Sema3A et du VEGF, NRP1 est impliquée aussi bien dans le guidage axonal que dans l’angiogenèse, que ce soit dans des conditions physiologiques (développement du système nerveux central et du système vasculaire), ou pathologiques (maladies neurodégénératives et tumorigenèse). Le peptide TM pourrait ainsi constituer une approche innovante dans l’inhibition de phénomènes pathologiques in vivo.

Neuropilin 1 (NRP1) is a bitopic receptor for the Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) and for class 3 semaphorins, and dimerization of NRP1 is essential for intracellular signalling. We discovered that NRP1 exhibits a transmembrane dimerization motif named GxxxGxxxG. Hence, we decided to study the role of the transmembrane domain in NRP1 dimerization. We first demonstrated the dimerization capacity of this domain, which relies on the GxxxGxxxG motif. We were not able to detect any functional effect with NRP1 mutated in its transmembrane domain, which confirmed the biological importance of the GxxxGxxxG motif. Moreover, a synthetic peptide mimicking the TM domain allowed us to inhibit selectively Sema3A functions in three different cellular models. Centrifugations in sucrose gradients revealed that this inhibitory effect is due to receptor complex destabilization. Taken together, these results show the crucial role of the transmembrane domain in NRP1 dimerization, and thereby in NRP1 signal transduction. Moreover, NRP1 is involved in axonal guidance and in angiogenesis in normal (vascular system and central nervous system development) and pathological (neurodegenerative diseases and tumour growth) conditions. Hence, the synthetic peptide may constitute a new way to inhibit pathological phenomenon in vivo.