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Antkowiak, Adrien. Régulation de la dynamique des membranes et du cytosquelette dans la différenciation du mégacaryocyte

Antkowiak, Adrien (2015). Régulation de la dynamique des membranes et du cytosquelette dans la différenciation du mégacaryocyte.

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Résumé en francais

Les mégacaryocytes (MK) sont des cellules géantes de la moelle osseuse, précurseurs des plaquettes sanguines. Leur différenciation se caractérise par un accroissement de la quantité de protéines et de membranes pour permettre l'élongation de prolongements cytoplasmiques, les proplaquettes (PPT), qui vont traverser l'endothélium médullaire pour libérer les plaquettes dans le sang. Il est admis que la tubuline joue un rôle essentiel dans l'élongation des PPT. Par contre, le rôle du cytosquelette d'actine reste encore peu clair et controversé. Dans ce contexte, le but de ma thèse a été d'étudier le rôle de l'actine et de ses régulateurs, les GTPases de la famille Rho et les phosphoinositides, dans la formation des PPT. Dans une première partie, j'ai montré que le cytosquelette d'actine était le principal régulateur de la formation du système de membranes de démarcation (DMS) qui constitue le réservoir de membranes nécessaires à la formation des PPT. Par la combinatoire de modèles murins et humains, j'ai montré que la GTPase Cdc42 et ses effecteurs Pak étaient les acteurs principaux de cette régulation. Mes résultats posent clairement les bases du processus de maturation interne des MK. Ainsi, en réponse à la thrombopoïétine, cytokine clé de la mégacaryopoïèse, le MK possède la propriété intrinsèque de se polariser de façon indépendante des contacts avec la niche hématopoïétique, pour former les territoires du DMS au niveau du futur site d'émission des PPT, et des noyaux. L'imagerie confocale en 3D et en FRET a démontré que la GTPase Cdc42 active était associée aux endomembranes. Logiquement, son inhibition pharmacologique induit une désorganisation majeure du DMS, abolissant totalement la formation des PPT. Pak2 intervient dans ce phénomène en aval de Cdc42 et son inhibition affecte également la production plaquettaire. Ces résultats originaux permettent de mieux comprendre la mécanistique physiologique de maturation des MK pour aboutir à une production plaquettaire normale et mettent en lumière d'éventuelles cibles moléculaires des dysfonctionnements observés dans les thrombopénies. En complément de ce travail, nous avons mis en place une collaboration avec l'équipe du Dr B. Nieswandt (University Clinic of Würzburg, Allemagne) qui vise à comparer l'impact de la délétion spécifique dans la lignée mégacaryocytaire des GTPases Rac1, Cdc42 et RhoA, seules ou en combinaison dans les lignées murines KO. Mes résultats valident le rôle central de Cdc42 et mettent en avant une régulation croisée inattendue entre RhoA et cette dernière. Dans une deuxième partie, j'ai abordé le rôle du phosphatidylinositol 5-phosphate (PtdIns5P), dont l'équipe a montré qu'il activait les GTPases Rac1 et Cdc42, et était responsable de l'invasion lymphomateuse en formant des podosomes invasifs. Les contacts avec la matrice extracellulaire (MEC) sont importants pour la différenciation terminale des MK qui forment des podosomes différents selon le type de matrice (fibrinogène ou collagène). J'ai montré que les MK formaient des podosomes linéaires le long des fibres de collagène alors qu'ils sont punctiformes sur fibrinogène. De façon intéressante, on constate un changement de GTPase selon la matrice. Les podosomes formés sur collagène sont riches en Rac1, alors que sur fibrinogène ils portent Cdc42. Par ailleurs, le PtdIns5P est alors un élément central de la structure des podosomes invasifs sur gel comprenant du fibrinogène. Ainsi, lorsque la matrice est proche de celle de l'environnement vasculaire (fibrinogène), on a apparition d'un phénotype invasif mettant en jeu le PtdIns5P et Cdc42, laissant supposer que la signalisation attenante pourrait réguler les contacts et la traversée endothéliale. L'ensemble des résultats obtenus au cours de ce travail de thèse contribue à une meilleure compréhension de la maturation des mégacaryocytes et de leur relation avec l'environnement médullaire et vasculaire pour aboutir à la production de plaquettes fonctionnelles.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Gaits-Iacovoni, Frédérique
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), INSERM UMR 1048
Mots-clés libres :Megacaryocyte - Actine - GTPases
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :22 Apr 2016 16:55