Analyse protéomique de cellules endothéliales de capillaires cérébraux ayant acquis le phénotype de barrière hémato-encéphalique

Proteomic analysis of brain capillary endothelial cells with blood-brain barrier phenotype

• Auteur / Autrice : Gwënaël Pottiez
• Direction : Ioannis Karamanos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Artois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrophorèse bidimensionnelle

Protéomique

Barrière hématoencéphalique

Cellules endothéliales

Résumé

La barrière hémato-encéphalique (BHE) contribue à l'homéostasie cérébrale en régulant le passage de composés exogène et endogènes. Cette BHE est constituée de cellules endothéliales de capillaires cérébraux. Ces capillaires sont entourés d'un manchon de pieds astrocytaires. La différentiation des cellules endothéliales de capillaires cérébraux est, en partie, induite par la présence des astrocytes. Le but de notre étude est de mieux comprendre et définir les mécanismes de mise en place du phénotype de BHE, en utilisant une approche protéomique. Le modèle de BHE in vitro, mis au point dans notre laboratoire, est constitué de cellules endothéliales de capillaires cérébraux cultivées en présence de cellules gliales. La première difficulté de notre approche consistait en l'adaptation des méthodes habituellement utilisées en protéomique afin d'étudier notre modèle. Puis, nous avons effectué une approche protéomique différentielle afin de caractériser le phénotype de BHE, pour cela, nous avons comparé les cellules endothéliales des capillaires cérébraux non différentiées, c'est-à-dire cultivées seules, avec des cellules aux caractéristique de BHE, soit cultivées avec des cellules gliales. Ainsi, nous avons identifié les principales voies de régulation impliquées dans la différentiation des cellules de BHE. Nos résultats révèlent, d'une part, que la régulation du cytosquelette d'actine est liée à la différentiation de la BHE, et d'autre part, que cette différentiation implique la méthylation des protéines et la voie du NO. Pour finir, nous avons tenté d'identifier les protéines constitutives de la BHE et par conséquent d'accroître la connaissance de la BHE.

The blood-brain barrier (BBB) contributes to the brain homeostasis by regulation of the passage of endogenous and exogenous compounds. This BBB is formed by the circular and close up assembly, all along the length of the vessel, of differentiated endothelial cells resting on a basal membrane in which few pericytes are inserted. This cellular structure as a whole is encircled by a tubular sheath of astrocytic endfeet. The induction and differentiation of the brain capillary endothelial cells are, in part, under control of astrocytes which surround the endothelial wall. The aim of our study is to better define and understand the establishment mechanisms of BBB phenotype, using proteomic approaches. The in vitro BBB model, developed in our laboratory, is made up of brain capillary endothelial cells cocultured with glial cells. The first challenge consisted to adapt the usual proteomic method to our in vitro BBB model. Therefore, to identify the main pathways involved in the dynamic regulation of BBB function, we have initiated a differential proteomic approach which intends to characterize the phenotypic differences between fully differentiated brain endothelial cells, cultured with glial cells, and undifferentiated cells, cultured without glial cells. Our results described, on one hand, that actin cytoskeleton remodelling is closely involved in the BBB differentiation, and on the other hand, that this differentiation seems to be linked to the methylation of proteins and the nitric oxide pathway. Finally, we tried to confirm the observed changes by in situ identification of constitutive proteins of the BBB to complete the BBB knowledge database.