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Oprescu, Antoine. Interactions fonctionnelles du mégacaryocyte avec la matrice extracellulaire

Oprescu, Antoine (2021). Interactions fonctionnelles du mégacaryocyte avec la matrice extracellulaire.

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Résumé en francais

La maturation du mégacaryocyte (MK) dans la moelle osseuse mène à l'élongation et la traversée des proplaquettes à travers les sinusoïdes, pour former les plaquettes sanguines. Ce processus complexe est régulé par l'interaction avec le microenvironnement, la matrice extracellulaire (MEC) et les cytokines comme la thrombopoïétine et le Stroma-Derived Facteur -1. Le contact avec la MEC se fait grâce à des structures particulières retrouvées dans de nombreuses cellules : les podosomes. Leur altération conduit à des thrombopénies comme dans le cas des patients atteints du syndrome de Wiskott-Aldrich, où la protéine WASp, majeure pour les podosomes, est mutée. Ces structures punctiformes sont caractérisées par un cœur riche en F-actine et des protéines régulatrices (Cortactine, WASp, GTPases, Tks...), entouré d'un anneau contenant des récepteurs de contact avec la MEC (intégrines par exemple) et des protéines mécanosensitives comme la Vinculine, Taline, Paxilline et la Myosine. Ces protéines sont aussi retrouvées dans les filaments d'actine latéraux qui permettent l'interconnexion de podosomes adjacents. Nous avons montré que le MK forme différentes structures d'actine dépendant du type de matrice avec lequel il est en contact : des podosomes punctiformes sur du fibrinogène, de la fibronectine ou du collagène de type I, et des podosomes linéaires exclusivement au contact du collagène fibrillaire. Par microscopie de super résolution, nous avons décrit l'ultrastructure de ces podosomes et leur composition protéique qui est similaire de celle des punctiformes. L'étude de leur dynamique a montré que les podosomes linéaires venaient essentiellement de la fusion de podosomes punctiformes, bien que la nucléation de novo intervienne aussi. En sa qualité de régulateur central de la dynamique podosomale, nous montrons que la Myosine IIA est indispensable à cette restructuration. Les invadosomes linéaires ont été décrits dans d'autres types cellulaires comme étant des sites privilégiés de digestion de la MEC. De façon surprenante, nous avons observons une forte diminution de la capacité de dégradation de la matrice ainsi que de l'expression de Tks5, protéine centrale de ce processus, au cours de la mégacaryopoïèse, alors que les podosomes linéaires non digestifs, sont de plus en plus nombreux. Ainsi, les podosomes linéaires du MK diffèrent des invadosomes linéaires des autres cellules car ils n'expriment pas Tks5/4. Ce changement de composition se traduit par un changement de fonction puisque nous observons qu'ils développent un potentiel de transmission de forces contractiles résultant en la traction des fibres de collagène à partir d'une matrice relâchée. Si le collagène est rendu immobile par fixation des fibres entre-elles par le glutaraldéhyde, nous constatons que le MK, dont le corps cellulaire est alors la composante la plus malléable, va étendre des protrusions le long des fibres, laissant supposer que ces dernières pourraient en fait servir de guide pour la libération des proplaquettes vers les vaisseaux médullaires. De façon intéressante, nous avons identifié que GPVI intervenait comme récepteur du collagène I pour la formation des podosomes linéaires. Des premiers résultats sur la signalisation impliquée montrent que la kinase Syk et la Calmoduline, connue comme activateur de Myosin Light Chain Kinase qui va phosphoryler la Myosin Light Chain, et donc réguler la fonction de l'actomyosine, interviennent en aval de GPVI. Ces données soutiennent l'hypothèse selon laquelle les progéniteurs hématopoïétiques migrent au cours de la mégacaryopoïèse à travers la moelle osseuse en digérant la matrice extracellulaire via les podosomes, et perdraient cette capacité de dégradation lors de la maturation mégacaryocytaire à proximité des sinusoïdes. Ensuite, des structures similaires aux podosomes vont réaliser une interaction MK-cellule endothéliale. En effet, nous montrons dans un travail collaboratif que les podosomes punctiformes sont présents à l'extrémité des protrusions du MK mature pour engager la migration trans-endothéliale vers le flux sanguin. En conclusion, ce travail montre pour la première fois, un changement de composition protéique, de structure et de fonction des podosomes au cours de la maturation du MK. Ainsi, il ouvre une nouvelle perspective de vision de l'adaptation des podosomes en condition physiologique, au cours de l'établissement de fonctions cellulaires particulières telle que la production des plaquettes.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Gaits-Iacovoni, Frédérique
Payrastre, Bernard
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), INSERM UMR 1048
Mots-clés libres :Mégacaryocyte - Matrice extracellulaire - Podosomes - Cytosquelette - Signalisation
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :05 Nov 2021 14:00