Identification de deux nouvelles cibles dans la gestion du stress oxydatif ; la protéine CFTR et la voie d’activation d’eIF5A

Management of oxidative stress, involvement of two news targets : CFTR and activation pathway of eIF5A

• Auteur / Autrice : Nicolas Melis
• Direction : Christophe Duranton, Isabelle Rubera
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 02/07/2015
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de PhysioMédecine Moléculaire (Nice ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Barbry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Duranton, Isabelle Rubera, Pascal Barbry, Marcel Crest, Fabien Van Coppenolle, Thierry Hauet, Xavier Latour
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marcel Crest, Fabien Van Coppenolle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inhibiteurs

Cisplatine

Anoxie

Tolérance immunitaire

Stress oxydatif

Mots clés libres

EIf5A

CFTR

Stress oxydatif

Tolérance

Hypoxie

Anoxie

Cisplatine

Inhibiteurs

DHPS

DOHH

GSH

EIf5A

CFTR

Oxidative stress

Tolerance

Hypoxia

Anoxia

Cisplatin

Inhibitors

DHPS

DOHH

GSH

Résumé

Le stress oxydatif définit un phénomène cellulaire particulier caractérisé par un niveau élevé de molécules hautement réactives, essentiellement lié à l’utilisation de l’oxygène par les systèmes biologiques via la respiration. La dérégulation de l’état oxydatif de la cellule est à l’origine soit de processus d’adaptations efficaces (adaptation à l’altitude) soit de pathologies (AVC, infarctus). Ce travail de thèse s’est porté sur l’étude de deux nouvelles cibles pouvant induire une résistance/tolérance à la variation du stress oxydatif : la première est la protéine canal CFTR («Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator») et la seconde la voie d’activation d’eIF5A («eukaryotic Initiation translation Factor 5A»). Nous avons pu mettre en évidence que la protéine CFTR grâce à sa perméabilité au glutathion (l’antioxydant majoritaire cellulaire) est un modulateur de l’état oxydatif de la cellule, que ce soit lors de l’exposition à des agents cytotoxiques (cisplatine) ou lors de l’adaptation à des conditions hypoxiques chroniques. La deuxième cible identifiée est le facteur eIF5A qui est la seule protéine activée par la fixation d’un résidu hypusine. L’inhibition de cette modification post-traductionnelle protège les cellules d’une production d’espèces réactives induite par l’anoxie. Cette résistance à l’anoxie est accompagnée d’un profond remodelage métabolique et mitochondrial. Sur des modèles animaux d’ischémie (rein et cerveau), l’inhibition de l’activation d’eIF5A conduit à une protection des organes face à un manque d’oxygène. Ces études fondamentales ont des applications cliniques potentielles dans des pathologies humaines (infarctus, AVC, transplantation).

Oxidative stress represents a particular cellular condition, characterized by an intracellular increase in thereactive species level. These species are highly reactive towards biomolecules and result of oxygenconsumption by biological systems essentially through respiration. Deregulation of the cellular oxidativestate can initiate adaptive processes (as elevation adaptation) or several human pathologies (stroke,infarct). This thesis work has been devoted to the study of two news potential targets allowing atolerance/resistance towards disequilibrium of oxidative stress; the first one is CFTR, a channel protein(«Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator»), and the second one is the activation pathwayof the translation factor eIF5A («eukaryotic Initiation translation Factor 5A»). Based on the peculiaractivity of CFTR, consisting in the transport of glutathione, the major antioxidant of the cell, weevidenced the role of CFTR in the management of cellular oxidative state during cytotoxic drugexposure (cisplatin) or during adaptation to chronical hypoxia. The second target, eIF5A is the only oneprotein described as post-translationally modified by fixation of a hypusine residue. We demonstratedthat inhibition of eiF5A activation protect cells from reactive oxygen species generated during anoxia. Atcellular level, this protection is accompanied with deep metabolic and mitochondrial changes. Usinganimal models, we showed that inhibition of this eiF5A activation allows a tolerance against ischemicaccident in different organs (kidney and brain). These fundamentals results can have extensiveapplication in human clinical use (infarct, stroke, graft).