Caractérisation protéomique du matrisome des maladies des petits vaisseaux cérébraux par spectrométrie de masse

Proteomic Characterization of Matrisoma of Small Cerebral Vascular Diseases by Mass Spectrometry

• Auteur / Autrice : Iman Haddad
• Direction : Joëlle Vinh, Anne Joutel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Analytique
• Date : Soutenance le 03/12/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Spectrométrie de Masse Biologique et Protéomique
• Jury : Président / Présidente : Anne Varenne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Joëlle Vinh, Anne Varenne, Guillaume Van der Rest, Willy Vincent Bienvenut, Hugues Chabriat, Laurent Muller
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Van der Rest, Willy Vincent Bienvenut

Mots clés

Mots clés libres

Protéomique quantitative

Quantification label free

Matrisome

Matrice extracellulaire

Maladie des petits vaisseaux

Quantitative proteomics

Label free

Matrisome

Extracellular matrix

Small vessel disease

Résumé

Les maladies des petits vaisseaux cérébraux sont responsables de lésions de la substance blanche du cerveau et d'infarctus cérébrauxprofonds multiples. C'est un ensemble de processus pathologiques, qui affectent les petites artères, les artérioles, veinules oucapillaires cérébraux de moins de 400µm. Le matrisome cérébrovasculaire semble être une voie pathologique convergente entre lesdifférentes maladies des petits vaisseaux de type génétique et de type sporadique. La diversité structurale et physico-chimique desprotéines du matrisome rend cependant leur analyse particulièrement délicate. En effet, certaines protéines du core matrisome,protéines de haut poids moléculaire, sont particulièrement insolubles et d’autres protéines du matrisome associé sont généralementplus petites et moins abondantes. Dans le cadre de cette thèse nous nous proposons de caractériser de manière quantitative etqualitative le matrisome microvasculaire dans les maladies des petits de vaisseaux, ainsi que d'identifier des anomalies communes ouspécifiques à chaque maladie. Pour cela nous avons, dans un premier temps, développé une approche protéomique quantitative enspectrométrie de masse de type label-free sur des vaisseaux cérébraux et périphériques isolés, et nous l’avons validée dans unepremière étude sur un modèlemurin préclinique de CADASIL. Ensuite nous avons appliqué cette approche sur deux autres modèlesmurins pour les maladies génétiques CARASIL et la maladie du collagène de type IV, et deux modèles murins pour l'hypertensionetl'âge, modèle pour leur caractère sporadique. Nous avons développé et validé une nouvelle méthode robuste et sensible pourl’analyse quantitative sans marquage des changements du matrisome des artères cérébrales de souris. En effet, nous avons mis enévidence une protéine commune à toutes ces formes de cSVDs, PRSS23, une serine protéase dans les 5 modèles étudiée et HTRA1,une autre serine protéase, dans CADASIL, la maladie du collagène de type IV et l’âge.

Diseases of the small vessels of the brain are responsible for damage to the white matter of the brain and multiple deep braininfarctions. They are the cause of more than 25% of strokes and are the second cause of dementia after Alzheimer's dementia. It is aset of pathological processes, which affect small arteries, arterioles, cerebral venule or capillary of less than 400µm. Thecerebrovascular matrisome seems to be a converging pathological pathway between the various diseases of the small vessels of thegenetic type and of the sporadic type. The matrisome is the set of proteins constituting the extracellular matrix (ECM) as well as theassociated proteins, their roles consist not only in the support and the anchoring of the cells but also in various fundamental processessuch as differentiation, proliferation, Survival or migration of cells. The structural and physico-chemical diversity of these proteins,however, makes their analysis particularly delicate. Within the framework of this thesis we propose to characterize in a quantitativeand qualitative way the microvascular matrisome in the diseases of the small vessels, as well as to identify commonabnormalities orspecific to each disease. For this we have developed a label-free quantitative proteomic approach on cerebral and peripheral vesselsisolated from three preclinical genetic murine models and two murine models for the sporadic character. We have developed andvalidated a new robust and sensitive method for the quantitative non-labeling analysis of changes in the matrisome of mouse cerebralarteries and the application of our method on the arteries of the different mouse models studied has allowed us to identify someavenues. Interesting for each disease independently but also highlighted some common signatures between the different studies.