Caractérisation des propriétés antiprolifératives d'une substance naturelle et rôle de la signalisation calcique dans la différenciation des photorécepteurs

Characterization of the anti-proliferative properties of a natural substance and role of calcium signaling in photoreceptor differentiation

• Auteur / Autrice : Camille Dejos
• Direction : Thierry Bergès, Pierre Voisin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaire et cellulaire de la biologie
• Date : Soutenance le 14/10/2014
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale biologie-santé - Bio-santé (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Signalisation et transports ioniques membranaires (Poitiers ; 2014-2021)
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Patrick Bois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Bergès, Pierre Voisin, Jean-Paul Javerzat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Devaux, Marie-Paule Felder-Schmittbuhl

Mots clés

Mots clés contrôlés

Saccharomyces cerevisiae

Cellules -- Prolifération

Calcium

Différenciation (biologie)

Photorécepteurs (cellules) de la rétine

Mots clés libres

Canthin-6-One

Cancer

Cycle cellulaire

Levure

Résistance

Différenciation

Photorécepteur

Opsine

Calcium

Hcn

Canthin-6-One

Cancer

Cell cycle

Yeast

Résistance

Differentiation

Photoreceptor

Opsin

Calcium

Hcn

Résumé

1/ Évaluation de l'activité anti-proliférative de la canthin-6-oneLa canthin-6-one est un alcaloïde d'origine végétale dont les propriétés antipyrétique et antiparasitaire sont utilisées en médecine traditionnelle. Une meilleure connaissance de ses propriétés anti-prolifératives et de son mode d'action sont nécessaires. Nous avons observé une inhibition complète de la prolifération de lignées cancéreuses en présence de canthin-6-one ayant pour origine une accumulation des cellules dans la phase G2/M du cycle cellulaire. La conservation phylogénétique des mécanismes du cycle cellulaire nous a permis d'utiliser la levure Saccharomyces cerevisiae pour rechercher des gènes cibles de la canthin-6-one. Nous avons identifié deux gènes de résistance correspondants à une pompe d'efflux et à une enzyme impliquée dans le contrôle qualité de la réplication à la transition G2-M.2/ Rôle de la signalisation calcique dans la différenciation des photorécepteursUne meilleure connaissance des mécanismes de différenciation des photorécepteurs est importante pour la lutte contre les dégénérescences rétiniennes. Un délai d'une semaine, entre la détermination des précurseurs de photorécepteurs et l'activation transcriptionnelle de gènes de fonction, suggère l'attente d'un signal important pour cette étape de la différenciation. Par une approche pharmacologique in vitro, nous avons pu montrer que l'activation du gène de la rhodopsine dépend d'une voie de signalisation impliquant un canal activé en hyperpolarisation (HCN), des canaux calciques de type T ou R et de l'activité de la kinase calmoduline-dépendante. Le profil d'expression du canal HCN1 dans la rétine embryonnaire suggère qu'il pourrait jouer un rôle limitant dans ce mécanisme.

1/ Evaluation of canthin-6-one anti-proliferative properties Canthin-6-one is an alkaloid molecule produced by tropical plants used in traditional medicine for its antipyretic and antiparasitic properties. Evidence-based medicine requires better knowledge of canthin-6-one's anti-proliferative effects and mode of action. In the presence of canthin-6-one, we demonstrated a complete growth inhibition of human cancer cells due to the accumulation of cells in the G2/M phases of the cell cycle. Cell cycle pathways being evolutionarily conserved in eukaryotes, we used the yeast Saccharomyces cerevisiae as a model system to further analyze the mode of action of canthin-6-one. A yeast genomic library was screened for suppressors of canthin-6-one toxicity and two resistance genes were identified. One encodes a transporter, probably involved in canthin-6-one efflux. The other one encodes an enzyme involved in DNA quality control.2/ Role of calcium signaling in photoreceptor differentiationThe design of new treatments for retinal degenerations should benefit from better knowledge of photoreceptor differentiation. During retinal differentiation in chicken embryos there is a long time lag between commitment to the photoreceptor fate and transcriptional activation of rhodopsin gene, suggesting committed precursors are in a standby state waiting for a signal to activate opsin gene expression. We demonstrate by a pharmacological approach in vitro that rhodopsin gene activation depends on a signaling pathway involving hyperpolarisation-activated channels (HCN), T- or R-type calcium channels and calmodulin-dependent protein kinase. The expression profile of HCN1 in the embryonic retina suggests it may be a limiting factor for rhodopsin gene activation.