Rôle de la protéine de liaison aux ARNs SAM68 dans l'adhésion des cellules endothéliales et la genèse de leur matrice extracellulaire

Role of the RNA-binding protein SAM68 in endothelial cell adhesion and extracellular matrix biogenesis

• Auteur / Autrice : Zeinab Rekad
• Direction : Ellen Van Obberghen-Schilling
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interactions Moléculaires et Cellulaires
• Date : Soutenance le 24/03/2023
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie Valrose (Nice)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Côte d’Azur (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Florence Besse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Besse, Stavroula Mili, Laurent Muller, Delphine Ciais, Bernhard Markus Wehrle-Haller
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stavroula Mili, Laurent Muller

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions ARN-protéine

Néovascularisation

Cellules endothéliales

Cellules -- Adhésivité

Matrice extracellulaire

Mots clés libres

Protéine liant les ARNs

Adhésion cellulaire

Matrice extra cellulaire

Sam68

Cellules endothéliales

Angiogénèse

RNA binding protein

Cell adhesion

Extracellular matrix

Sam68

Endothelial cells

Angiogenesis

Résumé

L'angiogenèse est le processus de formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants. Ce processus repose sur la modification des propriétés adhésives des cellules endothéliales vasculaires ainsi que sur la production et l'assemblage de leur matrice extracellulaire (MEC) spécialisée, appelée membrane basale. L'adhésion des cellules endothéliales est médiée par des interactions entre les composants de la matrice extracellulaire (MEC) et les récepteurs transmembranaires (intégrines) qui, une fois engagés, entraînent la formation de complexes d'adhésion multimoléculaires dynamiques qui régulent l'organisation du cytosquelette et la transmission des forces (mécanotransduction) pour la migration et la fonction des cellules. Des études récentes suggèrent que la production locale de protéines aux sites d'adhésion contribue à leur consolidation et à leur maturation.Récemment, les cribles protéomiques réalisés sur les sites d'adhésion ont identifié la présence de protéines de liaison à l'ARN (RBP) ayant des fonctions de régulation de l'expression génétique. SAM68 (Src associated in mitosis, of 68 kDa), un membre de la famille STAR (signal transduction and activation of RNA metabolism), est l'une de ces protéines connues pour réguler à la fois la biogenèse de l'ARN et la transduction du signal en jouant un rôle d'échafaudage après l'activation du récepteur à la surface de la cellule. En effet, il a été démontré que SAM68 s'associe à la kinase Src et participe à l'épissage alternatif des gènes codant pour la MEC et les protéines associées à la MEC, comme la tenascine-C et la glycoprotéine de surface cellulaire CD44 impliquée dans l'adhésion/migration. Dans le contexte de l'angiogenèse et de l'adhésion des cellules endothéliales, nous avons émis l'hypothèse que la RBP SAM68 pourrait constituer un relais moléculaire pendant la mécanotransduction (médiée par les intégrines) en participant à la formation d'adhésions focales et aux réponses transcriptionnelles/post-transcriptionnelles en aval qui régule le phénotype angiogénique.En utilisant des cultures de cellules endothéliales primaires en 2 et 3 dimensions, nous avons montré que la RBP SAM68 participe à l'établissement d'adhésions focales par sa contribution à l'approvisionnement localisé d'ARNm (y compris le transcrit β-actine) requis pour la maturation des adhésions focales. De plus, nous avons démontré que SAM68 régule l'expression de gènes codant pour les protéines de la membrane basale, notamment via la régulation du promoteur du gène FN1, conditionnant ainsi la matrice sous-endothéliale et le phénotype angiogénique des cellules. En effet, dans un contexte tridimensionnel, nous avons constaté que la déplétion de SAM68 entrave le bourgeonnement des cellules endothéliales ainsi que leur organisation en pseudo-capillaires.Ces travaux ouvrent la voie à l'exploration du rôle d'autres protéines de liaison à l'ARN en tant que régulateurs de la signalisation d'adhésion et à l'évaluation de leur fonction dans les processus d'angiogenèse physiologiques et pathologiques.

Angiogenesis is the process underlying the formation of new blood vessels from pre-existing ones. This process relies on the modification of the adhesive properties of vascular endothelial cells as well as the production and assembly of their specialized extracellular matrix (ECM) known as the basement membrane. Endothelial cell adhesion is mediated by interactions between extracellular matrix (ECM) components and transmembrane receptors (integrins) that, upon engagement, drive the formation of dynamic multimolecular adhesion complexes that regulate cytoskeletal organization and force transmission (mechanotransduction) for cell migration and function. Recent studies suggest that local protein production at adhesion sites contributes to their consolidation and maturation.Proteomics screens performed on adhesion sites have identified the presence of RNA-binding proteins (RBP) with gene expression regulatory functions. SAM68 (Src associated in mitosis, of 68 kDa), a member of the STAR (signal transduction and activation of RNA metabolism) family of RBPs, is one such protein known to regulate both RNA biogenesis and signal transduction by playing a scaffolding role following receptor activation at the cell surface. Indeed, SAM68 has been shown to associate with Src kinase following receptor activation and to participate in alternative splicing of genes encoding ECM and ECM-associated proteins, such tenascin-C and the cell surface glycoprotein CD44 involved in adhesion/migration. In the context of angiogenesis and endothelial cell adhesion, we hypothesized that the RBP SAM68 may constitute a molecular relay during integrin-mediated mechanotransduction at adhesion sites by participating in the formation of focal adhesions and downstream transcriptional/post-transcriptional responses that regulates the angiogenic phenotype.Using 2- and 3-D cultures of primary endothelial cells, we showed that the RBP SAM68 participates in the establishment of focal adhesions through its contribution to the localized supply of mRNAs (including the β-actin transcript) required for adhesion site maturation. Further, we demonstrated that SAM68 regulates the expression of genes encoding basement membrane proteins, in particular via regulation of the promoter of the FN1 gene, thus conditioning the sub-endothelial matrix and angiogenic phenotype of cells. Indeed, in a 3-D context, SAM68-depletion was found to hamper endothelial cell sprouting activity and capillary-like tube formation.This work paves the way to explore the role of other RNA-binding proteins as regulators of adhesion signaling and assessment of their function in physiological and pathological angiogenesis processes.