Étude de la régulation de PTP1B par les naphtoquinones : impact sur l'EGFR et conséquences cellulaires

Study of the regulation of PTP1B by naphthoquinones : impact on EGFR and cellular consequences

• Auteur / Autrice : Tessa Arnaud
• Direction : Frédérique Deshayes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 27/09/2024
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de biologie fonctionnelle et adaptative (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Janel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Friguet, Dominique Ledoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteurs du facteur de croissance épidermique

Tyrosine phosphatase

Naphtoquinone

Mots clés libres

PTP1B

Naphtoquinones

Signalisation

EGFR

Activité enzymatique

PTP1B

Naphthoquinones

EGFR

Signaling pathways

Enzymatic activity

Résumé

Les naphtoquinones sont des composés organiques très réactifs retrouvés dans les plantes, mais aussi notamment dans des produits cosmétiques. Elles sont connues pour avoir une grande variété d'effets cellulaires ainsi que pour leur toxicité, notamment sur les tyrosines phosphatases. PTP1B (Protein Tyrosine Phosphatase 1B) est une tyrosine phosphatase ubiquitaire impliquée dans la régulation de nombreuses voies de signalisation, notamment celle de l'EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor). L'EGFR, récepteur à activité tyrosine kinase est en amont de nombreuses voies de signalisation, responsables notamment de la prolifération, de la survie, de l'adhérence ou encore de la migration cellulaire. La dérégulation de ce récepteur étant au cœur de diverses pathologies dont de nombreux cancers, il est primordial de comprendre les mécanismes moléculaires régulant son activation. De précédentes études ont montré une inhibition de l'activité enzymatique de PTP1B par les quinones, cependant les conséquences cellulaires restent à décrypter. Au cours de ma thèse, j'ai déchiffré le mécanisme d'action de l'inhibition de PTP1B par les quinones grâce à des approches biochimiques. J'ai ainsi pu démontrer que les quinones créent un lien covalent avec la cystéine 215 du site actif de PTP1B, entraînant une oxydation et/ou une arylation de l'enzyme, à l'origine de l'inhibition irréversible de son activité. A l'échelle cellulaire, sur deux lignées de kératinocytes humains, j'ai pu constater après traitement une accumulation de P-EGFR à court terme, sans modification de sa localisation. Par ailleurs, j'ai également observé que les processus cellulaires en aval de ces voies de signalisation, à l'image de la prolifération ou de la migration cellulaire, ont été altérés par le traitement.

Naphthoquinones are reactives organic compounds founds in plants as well as in cosmetic products. They are known for their wide range of cellular effects as well as their toxicity, particularly on tyrosine phosphatases. PTP1B (Protein Tyrosine Phosphatase 1B) is an ubiquitous tyrosine phosphatase involved in regulating several signaling pathways, including the EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) pathway. The EGFR pathway is a crucial upstream signal that activates various signaling cascades responsible among other things for cell proliferation, survival, adhesion and migration. Given that deregulation of this receptor is central to several pathologies and many cancers, understanding the molecular mechanisms regulating its activity is critical. Previous studies have shown that quinones can inhibit PTP1B activity, but the cellular consequences still need to be decrypted. During my thesis, I deciphered the inhibition mechanism of quinones on PTP1B using biochemical assays. We demonstrated that quinones form a covalent bond with Cys215 at the PTP1B active site, leading to the enzyme's oxidation and/or arylation, thereby inhibiting its activity. At a cellular level, I observed an accumulation of P-EGFR following exposure to quinones, without any change in its localization, in two human keratinocytes cell lines. Additionally, cellular processes downstream of this pathway, such as cell proliferation and migration, were altered.