Thèse soutenue

Rôles du perlécane dans les propriétés mécaniques de la membrane basale, l'architecture tissulaire et la signalisation des BMPs chez Drosophila melanogaster
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Auteur / Autrice : Prune Smolen
Direction : Pascal Therond
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Interactions Moléculaires et Cellulaires
Date : Soutenance le 18/11/2022
Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie Valrose (Nice)
établissement de préparation : Université Côte d’Azur (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Thomas Lamonerie
Examinateurs / Examinatrices : Thomas Lamonerie, Vincent Mirouse, Muriel Grammont
Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Mirouse, Muriel Grammont

Mots clés

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Résumé

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La membrane basale (MB) est une matrice extracellulaire spécialisée qui procure un support mécanique et physique aux organes qu'elle entoure. Au cours du développement, les tissus, sous le contrôle des morphogènes, vont croître et changer de forme. Ainsi, la MB qui les borde doit s'adapter à ces changements, ce qui implique une modulation de sa biogenèse. Cependant, le lien entre les morphogènes et la biogenèse de la MB reste peu étudié. D'autre part, la MB sert de plateforme de signalisation pour les cellules qu'elle borde. Ainsi, certains de ses composants pourraient interagir avec les morphogènes et jouer un rôle important dans la coordination entre l'activité des morphogènes et la synthèse des composants de la MB.Perlécane (Pcan), le principal protéoglycane de la MB, est capable d'interagir in vitro avec les autres composants de la MB et les morphogènes, principalement via ses chaines de sulfate d'héparane (SH). Cette capacité fait de Pcan un bon candidat pour établir une communication entre la MB et les morphogènes. Néanmoins, ses rôles in vivo dans la biogenèse et les propriétés mécaniques de la MB, dans l'architecture tissulaire, et dans la signalisation liée aux morphogènes restent peu connus. Afin d'étudier les rôles de Pcan in vivo, j'ai utilisé un modèle dont la morphogenèse est bien décrite : le disque imaginal d'aile de drosophile.Dans un premier temps, le laboratoire a exploré le rôle de Pcan dans la morphogenèse et dans la biogenèse et les propriétés mécaniques de la MB. La perte de Pcan dans la MB transforme les cellules épithéliales squameuses du disque imaginal d'aile en cellules cuboïdales et induit une modification globale de l'architecture de cet organe. En plus de ces changements morphologiques, la perte de Pcan perturbe la biogenèse de la MB en modifiant le réseau de collagène IV (Col IV), un autre composé majeur de la MB. Le Col IV étant connu pour donner de la rigidité à la MB, nous avons mesuré l'élasticité de la MB en absence de Pcan et mis en évidence une diminution de cette élasticité. De façon intéressante, la réduction de la quantité de Col IV permet de restaurer partiellement les phénotypes morphologiques induit par la perte de Pcan. Les changements morphologiques seraient ainsi la conséquence d'une diminution de l'élasticité de la MB causée par le réarrangement du réseau de Col IV en absence de Pcan. Nos données suggèrent pour la première fois que Pcan s'oppose à la rigidité transmise par Col IV dans la MB en régulant la structure son réseau, permettant ainsi de moduler son action.Dans un second temps, le laboratoire s'est intéressé au rôle de Pcan dans la signalisation liée au morphogène BMP2/4. L'équipe a pu démontrer l'existence de deux isoformes de Pcan : une isoforme théoriquement pourvue de chaines SH (Pcan-SH+) et une isoforme théoriquement dépourvue de chaines SH (Pcan-SH-). Nous avons aussi découvert que le disque imaginal d'aile synthétise l'isoforme Pcan-SH- et que le BMP produit par ce tissu active la transcription de cette isoforme. De plus, la déplétion de l'isoforme Pcan-SH- dans le disque imaginal d'aile y induit une hyperactivation de la voie BMP, montrant qu'il existe donc une boucle de régulation entre Pcan et BMP in vivo. Par la suite, nous nous sommes penchés sur la fonction de cette boucle dans les rôles de BMP. Le BMP du disque imaginal d'aile est connu pour contrôler la croissance de ce tissu, l'élongation apico-basale de ses cellules colonnaires et squameuses, la structuration des veines de l'aile et la transition développementale. Nous avons pu montrer à ce jour que la boucle de régulation Pcan-BMP n'est pas impliquée dans la croissance tissulaire et ne serait impliquée ni dans l'élongation apico-basale des cellules colonnaires ni dans la transition développementale. De façon intéressante, nos derniers résultats suggèrent un rôle de cette boucle dans le contrôle de la forme des cellules squameuses.