Mécanisme d'insertion membranaire du domaine de translocation de la toxine diphtérique et application à l'immunothérapie anti-tumorale
Auteur / Autrice : | Aurélie Perier |
Direction : | Daniel Gillet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biochimie. Biophysique |
Date : | Soutenance en 2006 |
Etablissement(s) : | Paris, Muséum national d'histoire naturelle |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....) |
Jury : | Président / Présidente : Max Goyffon |
Examinateurs / Examinatrices : Vincent Forge, André Ménez, Daniel Gillet | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Beaumelle, Michel Desmadril |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La toxine diphtérique (DT), agent responsable de la diphtérie, est une toxine produite par une bactérie, Corynebacterium diphtheriae. Elle est composée de trois domaines : un domaine catalytique (C), un domaine de translocation (T) et un domaine de liaison au récepteur (R). Après liaison à un récepteur cellulaire, la DT est internalisée par endocytose. Dans l’endosome, l’acidification du pH conduit à un changement de conformation du domaine T qui s'insère dans la membrane de l'endosome et participe à la translocation vers le cytosol du domaine catalytique, toxique pour la cellule. À pH acide, le domaine T adopte un état partiellement replié, caractéristique de l'état molten globule : maintien des structures secondaires, rupture des interactions tertiaires, et exposition au solvant de zones hydrophobes organisées. Cet état est compétent pour s'associer aux membranes. Nous avons montré qu’à mesure que le pH décroît, la protonation d’histidines déclenche la formation de l’état molten globule et la liaison à la membrane. De pH 7 à pH 4, des interactions hydrophobes puis électrostatiques sont séquentiellement requises entre le domaine T et la membrane pour aboutir à un état inséré et fonctionnel. Ces deux types d’interactions impliquent des régions distinctes. La première étape correspond à la liaison du domaine T aux membranes par interactions hydrophobes. L’acidification progressive du milieu conduit dans une seconde étape à une réorganisation structurale du domaine T, contrôlée par une balance d'interactions électrostatiques attractives et répulsives entre les hélices N-terminales amphiphiles et la membrane. Cette étape aboutit à l’acquisition d’une structure insérée, compétente pour transloquer le domaine catalytique dans le cytosol de la cellule. Nous utilisons le domaine T comme une ancre membranaire afin d’accrocher des protéines solubles à la surface de cellules. Cette technique permet de modifier leur surface, et ainsi de manipuler leurs fonctions de signalisation, de liaison, de reconnaissance ou de stimulation. Une des applications possibles est la conception de vaccins contre le cancer. Nous avons donc fusionné une cytokine, le Flt3-Ligand, en position N-terminale du domaine T. Nous montrons que cette technique permet de moduler la communication entre cellules, notamment par des contacts directs entre les cellules porteuses de la cytokine et les cellules cibles portant le récepteur correspondant.