LogoLogo

Portes, Marion. Nouvelles approches pour l'étude de l'architecture et la dynamique de la sealing zone des ostéoclastes

Portes, Marion (2019). Nouvelles approches pour l'étude de l'architecture et la dynamique de la sealing zone des ostéoclastes.

[img]
Preview
PDF - nécessite un logiciel de visualisation PDF comme GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
5Mb

Résumé en francais

L'os forme un environnement cellulaire complexe, et est sujet à un renouvellement constant tout au long de l'existence. Son remodelage dépend de trois types cellulaires : les ostéoblastes, les ostéoclastes et les ostéocytes. Le rôle des ostéoblastes consiste en la construction de la nouvelle matrice osseuse, tandis que les ostéoclastes sont responsables de sa dégradation. Tout ceci se fait sous la régulation des ostéocytes. Afin de pouvoir efficacement dissoudre les parties minérales et organiques de l'os, les ostéoclastes mettent en place des domaines spécifiques de leur membrane plasmique. Cette polarisation leur permet de créer un microenvironnement confiné, favorable à la résorption. Elle est caractérisée par la formation d'une zone membranaire fortement convoluée (" ruffled border ") où le trafic vésiculaire est intense, qui est entourée d'une zone de scellement ou " sealing zone ". La sealing zone, en tant que structure à forte densité d'actine, a été caractérisée à la fin des années 80, et une vingtaine d'années plus tard des sous-unités ressemblant à des podosomes ont été identifiées à l'intérieur de cette entité. Les podosomes sont des structures d'adhérence, de taille caractéristique inférieure au micron, et présents dans les cellules hématopoiétiques. De plus, leur structure a été largement documentée à l'aide de nombreuses techniques de microscopie de super-résolution. A l'inverse, l'organisation interne de la sealing zone reste encore aujourd'hui peu décrite à une telle échelle. Au cours de cette étude, une première caractérisation quantitative à l'échelle nanoscopique de la sealing zone des ostéoclastes humains a été proposée. A l'aide d'une technique de microscopie de super-résolution de pointe, compatible avec l'observation de cellules sur os, des acquisitions sur échantillons fixés et vivants ont pu être réalisées. Ceci a notamment permis de mettre en évidence des évènements dynamiques au sein même des cœurs d'actine dans la sealing zone, jusque-là inconnus. Certaines protéines majeures de la sealing zone ont également pu être localisées en 2D. De plus, une étude de la ceinture de podosomes, homologue sur verre de la sealing zone, a permis d'établir les distributions 3D des mêmes protéines grâce à une technique de nanoscopie. Contrairement aux podosomes individuels, la mécanobiologie de la sealing zone est un domaine encore peu exploré. Ainsi, une autre partie de ce projet a été dédiée au développement d'un nouveau protocole de microscopie de force de traction. Cette alternative visait à permettre la caractérisation de forces en 3D, bénéficiant d'une très bonne résolution grâce à la technique d'observation choisie. Le travail s'est concentré sur l'évaluation de la faisabilité d'une telle méthode, compte tenu du cahier des charges imposé par l'usage de nanoscopie 3D. Même si ce projet n'a pas entièrement abouti, il a permis de récolter de précieuses informations pour tenter de lever les verrous technologiques nécessaires à sa réalisation. De plus, l'utilisation de ressources de micro- et nanotechnologies a permis de développer des substrats spécialement mis en forme pour l'étude des réponses cellulaires aux nano-topographies. Des lamelles de verres ont été traitées par photolithographie et gravure chimique pour présenter des lignes micrométriques, de hauteur nanoscopique, caractérisées grâce à la microscopie de force atomique. Etant donné la compatibilité de ces substrats crénelés avec les techniques de nanoscopie 3D, leur utilisation future permettra d'examiner l'influence des topographies sur les structures d'adhérence cellulaires. De manière générale, les travaux présentés dans ce manuscrit décrivent de nouvelles approches pour caractériser les propriétés structurales et dynamiques de la sealing zone. Mais du fait de leur polyvalence, ces outils peuvent également s'inscrire dans une recherche plus globale concernant les structures d'adhérence cellulaires.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Poincloux, Renaud
Thibault, Christophe
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), UMR 5089 ; Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) - CNRS
Mots-clés libres :Ostéoclastes - Sealing zone - Podosomes - Os - Microscopie de super-résolution - Mécanobiologie - Micro/nanotechnologie
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :25 Nov 2020 12:35