Identification des partenaires d'interaction de la neuraminidase-1 (NEU1) membranaire dans les macrophages humains et caractérisation fonctionnelle de nouvelles interactions

Identification of membrane neuraminidase-1 (NEU1) interaction partners in humans macrophages and functional characterization of new interactions.

• Auteur / Autrice : Dignê Tembely
• Direction : Pascal Michel Jean Maurice, Béatrice Romier-Crouzet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 20/10/2023
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie, Chimie, Santé (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Matrice Extra-cellulaire et Dynamique Cellulaire (MEDYC) (Reims, Marne ; 2...-....)
• Jury : Président / Présidente : Richard Le Naour
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Michel Jean Maurice, Béatrice Romier-Crouzet, Ralf Jockers, Muriel Laffargue, Céline Galès
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ralf Jockers, Muriel Laffargue

Mots clés

Mots clés contrôlés

Membrane cellulaire

Glycoprotéines

Macrophages

Monocytes

Maladies vasculaires

Neuraminidase

Peptides

Élastine

Vieillissement

Vaisseaux sanguins

Mots clés libres

Neu1

Peptides dérivés de l'élastine

Partenaires d'interaction

Complexe récepteur de l'élastine

Macrophages

Athérosclérose

Neu1

Elastin derived peptides

Interaction partners

Elastin receptor complex

Macrophages

Atherosclerosis

Résumé

Le remodelage de l'élastine au cours du vieillissement vasculaire entraîne la production de peptides dérivés de l'élastine (PDE), également connus sous le nom d'élastokines, qui déclenchent des effets biologiques par l'intermédiaire du complexe récepteur de l'élastine (CRE). Les données scientifiques de la dernière décennie ont apporté des informations significatives sur le rôle critique joué par sa sous-unité catalytique, la neuraminidase-1 (NEU1), dans les effets biologiques médiés par les PDE dans les maladies vasculaires et métaboliques. Ma thèse a consisté en l’identification et la caractérisation de nouveaux partenaires d’interaction membranaires de la NEU1 dans les monocytes/macrophages afin d'identifier de nouvelles fonctions biologiques pour les PDE et le CRE, au travers de NEU1.Dans un premier temps, nous avons mis en évidence un mécanisme d'action par lequel, en stimulant l'activité catalytique de NEU1, la liaison des PDE sur le CRE induit la désialylation de glycoprotéines membranaires clés associées à NEU1, telles que l'intégrine β2 monocytaire et IntraCellular Adhesion Molecule-1 (ICAM-1) endothéliale, et conduit à la modulation d'événements importants survenant au cours de l'athérosclérose, tels que l'adhésion des monocytes aux cellules endothéliales et la migration transendothéliale des monocytes. Par ce mode d'action, de nouvelles fonctions biologiques sont attendues pour le CRE, au travers de sa sous-unité catalytique NEU1, dans les maladies vasculaires et métaboliques.Dans un deuxième temps, nous avons adapté l'approche par Membrane Yeast Two Hybrid (MYTH) à la recherche de nouveaux partenaires d'interaction membranaires de NEU1 à partir d'une banque d'ADNc de macrophages humains. Des nouvelles interactions potentielles ont été identifiées dont avec le récepteur à l’anaphylatoxine C5aR. Après avoir validé l'interaction entre NEU1 et C5aR mais aussi avec la protéine Gαi2, nos résultats ont montré la capacité qu'ont les PDE à réguler les voies de signalisation de C5aR et le rôle clef joué par NEU1 dans ces effets.L’ensemble de ces résultats renforcent donc le rôle clef des PDE et du CRE, au travers de sa sous-unité catalytique NEU1, dans la régulation des processus biologiques liés au vieillissement vasculaire.

Elastin remodeling during vascular aging leads to the production of elastin-derived peptides (EDP), also known as elastokines, which trigger biological effects through the elastin receptor complex (ERC). Data from the last decade have brought significant information on the critical role played by its catalytic subunit, neuraminidase 1 (NEU1), in PDE-mediated biological effects in vascular and metabolic diseases. My thesis consisted in identifying and characterizing new membrane interaction partners of NEU1 in monocytes/macrophages in order to identify new biological functions for EDP and the ERC, through NEU1.First, we highlighted an action mechanism by which, by stimulating the catalytic activity of NEU1, EDP binding to the ERC induces the desialylation of key membrane glycoproteins associated with NEU1, such as monocyte β2 integrin and endothelial IntraCellular Adhesion Molecule-1 (ICAM-1), and leads to the modulation of crucial events occurring during atherosclerosis, such as monocyte adhesion to endothelial cells and monocyte transendothelial migration. By this newly discovered mode of action, new biological functions are expected for the ERC, through its NEU1 catalytic subunit, in vascular and metabolic diseases.In a second step, we adapted the Membrane Yeast Two Hybrid (MYTH) approach for the search of new interaction partners of membrane NEU1 from a human macrophages cDNA library. New potential interactions were identified such as the anaphylatoxin receptor C5aR. After validation on the interaction between NEU1 and C5aR but also the Gαi2 protein, our results have shown the ability of EDP to regulate C5aR-mediated signaling pathways and the key role played by NEU1 in these effects.Overall, these results strengthen the key role of EDP and the ERC, through its NEU1 catalytic subunit, in the regulation of biological processes associated to vascular aging.