Academic literature on the topic 'Système de signalisation des MAP kinases'

La schistosomiase est une parasitose causée par un ver plat trématode du genre Schistosoma. Cette pathologie, responsable de près de 300 000 décès par an, est essentiellement due à la forte fécondité des vers et à l’accumulation des œufs dans les tissus de l’hôte. Pour lutter contre la pathologie, un seul traitement efficace, le Praziquantel, est utilisé en masse dans les régions endémiques. Afin de parer à l’apparition de résistances au Praziquantel, le développement de molécules régulant la ponte du parasite fait partie des solutions alternatives envisagées.Les récepteurs Venus Kinase (VKRs) forment une famille de récepteurs tyrosine kinase (RTKs) spécifique des invertébrés découverte au laboratoire chez le parasite Schistosoma mansoni. Les VKRs possèdent une structure atypique associant un domaine extracellulaire de fixation au ligand de type Venus Flytrap (VFT) associé à un domaine Tyrosine Kinase (TK) intracellulaire. Deux VKRs sont exprimés chez S. mansoni : SmVKR1 et SmVKR2. Ces deux récepteurs activent les voies de signalisation ERK, Akt et JNK et jouent un rôle dans la reproduction du parasite.Du fait de leur absence dans le génome de l’Homme, et de leur rôle potentiel dans la modulation de la reproduction et du développement des parasites, les SmVKRs constituent des cibles intéressantes pour lutter contre la schistosomiase.La première partie de mon travail de thèse expose les données acquises quant au rôle des RTKs dans la régulation de la reproduction des schistosomes. Nous avons pu montrer que la conservation des domaines catalytiques des différents RTKs ouvre la voie à l’élaboration de molécules pouvant inhiber simultanément plusieurs RTKs de schistosomes afin de lutter contre la schistosomiase en agissant sur la ponte du parasite.La seconde partie de mon travail met en évidence qu’en plus d’agir directement sur l’activité des RTKs, il est possible d’inhiber les voies qu’ils activent. En effet, un criblage d’inhibiteurs de protéines kinases a permis d’identifier les composants de la voie Akt comme cibles potentielles pour lutter contre la schistosomiase : des doses très faibles (de l’ordre du nM) de certains inhibiteurs d’Akt sont capables d’inhiber l’appariement des schistosomes et la ponte.Dans la dernière partie, nous montrons que la protéine adaptatrice SmShb interagit spécifiquement avec SmVKR1 phosphorylé. Cette interaction se fait par la liaison du domaine SH2 de SmShb sur une Tyrosine phosphorylée spécifique, située dans la région juxtamembranaire du récepteur (pY979). La formation de ce complexe induit la phosphorylation de SmShb et dirige le signal de SmVKR1 spécifiquement vers la voie JNK. Des expériences d’hybridation in situ ont mis en évidence une colocalisation des transcrits de SmShb avec ceux de Smvkr1 au niveau des organes reproducteurs des vers adultes, notamment au niveau des ovocytes matures et des testicules. Le knock-down de SmShb par ARN interférence conduit à une accumulation de spermatozoïdes dans les testicules des vers mâles. Parallèlement, un criblage par la technique du triple hybride, en utilisant SmShb phosphorylé par SmVKR1 comme appât, a permis l’identification de diverses protéines partenaires de SmShb. En raison des résultats précédents, notre attention s’est portée sur deux protéines partenaires pour lesquelles l’interaction avec SmShb a été confirmée. 1) La GTPase RhoU, qui possède des fonctions potentielles dans la signalisation JNK et sur la dynamique du cytosquelette. 2) Une chaine légère de la dynéine TcTex-1 possédant un rôle potentiel dans la motilité des spermatozoïdes. L’ensemble de ces résultats suggère un rôle de SmShb dans la régulation de l’activité de SmVKR1 en permettant la formation d’un complexe multi-protéique incluant des protéines impliquées dans l’organisation du cytosquelette<br>Schistosomiasis is a parasitic disease caused by trematode flatworm species belonging to the genus Schistosoma. Responsible for about 300,000 deaths per year, the disease is mainly due to the high fertility of the worms and to encystment of eggs in host tissues. In order to fight against schistosomiasis, a single drug (Praziquantel) is efficient and massively distributed in endemic areas. To deal with the emergence of resistance to Praziquantel, one alternative is to consider the design of molecules that target parasite reproduction.Venus Kinase Receptors (VKRs) constitute an invertebrate Receptor Tyrosine Kinase (RTK) family initially discovered in the parasite Schistosoma mansoni. VKRs are atypical RTKs formed by an extracellular Venus Fly Trap (VFT) ligand binding domain associated via a transmembrane domain with an intracellular tyrosine kinase (TK) domain. Two VKRs are expressed in S. mansoni: SmVKR1 and SmVKR2. They both activate Erk, Akt and JNK signaling pathways and act on the parasite reproduction.As they are absent from the human genome and as they have potential roles in the modulation of reproductive processes and development of parasites, SmVKRs appear as attractive targets to fight schistosomiasis.The first part of my thesis work sets known data concerning the role of RTKs in schistosome reproduction. Here, we show that the catalytic domains are conserved across various RTKs and we open the perspective to design drugs which could inhibit several RTKs at the same time to control egg laying by schistosomes.The second part of my work describes the importance of using an alternative strategy of inhibiting downstream partners of RTKs. By screening a kinase inhibitor library, we defined the Akt pathway components as potential targets to fight schistosomiasis. Nanomolar doses of Akt inhibitors can inhibit schistosome pairing and egg laying.In the last part, we present the specific interaction of the adaptor protein SmShb with the phosphorylated form of SmVKR1. This binding occurs between the SH2 domain of SmShb and a phosphotyrosine residue (pY979) located in the juxtamembrane region of the receptor. That interaction leads to the phosphorylation of SmShb and promotes the signal of SmVKR1 towards a JNK pathway. In situ hybridization experiments highlighted that SmShb and Smvkr1 transcripts were both located in mature oocytes and testes of adult worms. RNA interference experiments using double-stranded RNA targeting SmShb led to an accumulation of mature sperm in testes of male worms. Finally, a yeast three hybrid screening, using SmShb phosphorylated by SmVKR1 as prey, allowed us to identify various protein partners. Taking advantage of previous results, we focused on two partners and confirmed their interaction with SmShb. 1) RhoU GTPase which has potential functions in JNK signalling and cytoskeleton dynamic. 2) The dynein light chain TcTex-1, with potential role in sperm motility. Altogether, this results argue for a potential role of SmShb in the regulation of the SmVKR1 activity by forming a multiprotein complex including proteins with various roles in cytoskeleton reorganization

Les protéines B-Raf, Raf-1 et A-Raf forment une famille de sérine/thréonine kinases cytoplasmiques, éléments centraux d'une voie de signalisation intracellulaire aboutissant à la régulation des protéines MAP kinases de la sous-famille ERK. Contrairement à Raf-1 qui est exprimée de manière ubiquiste chez la souris adulte, les protéines B-Raf et A-Raf présentent des profils d'expression plus restreints, en particulier aux systèmes nerveux et urogénitaux respectivement. Si les protéines Raf-1 et B-Raf sont exprimées dans les mêmes aires du cerveau, elles peuvent présenter des localisations subcellulaires différentes. Bien que fortement conservées les protéines B-Raf et Raf-1 peuvent intégrer des signaux initiés par les stimuli extracellulaires de manière différente, possédant ainsi la capacité de réguler différentiellement l'activité des protéines ERK. En particulier, cette spécificité des protéines Raf semble rendre compte des effets contradictoires du second messager AMPc notamment sur la croissance, la différenciation et la survie de différents types cellulaires. Il a été montré que l'inhibition des protéines MAPK/ ERK1/2 observée en réponse à l'augmentation du taux intracellulaire d'AMPc résulte de l'inhibition de la protéine Raf-1. Elle-même consécutive à la phosphorylation de la kinase par la PKA. Dans les neurones et certaines lignées neuronales (PC12, CATH. A), ce second messager entraîne au contraire la stimulation de la voie de signalisation, qui dépend alors de l'activation de la protéine B-Raf. L'hypothèse à l'origine de ce travail de thèse prévoyait que la phosphorylation des isoenzymes Raf par la PKA puisse permettre la régulation différentielle des protéines ERK1/2 en réponse à l'augmentation du taux intracellulaire d'AMPc. Nous avons vérifié que la protéine B-Raf pouvait être directement phosphorylée par la PKA, avant d'entreprendre l'identification de différents sites de phosphorylation. L'établissement de cartes phosphopeptidiques bidimensionnelles de la protéine phosphorylée in vitro par la PKA nous a permis de conclure à la présence de cinq sites de phosphorylation. La nature des résidus phosphorylés a été proposée grâce à l'identification de motifs consensus de phosphorylation par la PKA. La mutagénèse dirigée de ces résidus nous a permis de montrer que la PKA phosphoryle la protéine B-Raf sur quatre résidus sérine en positions équivalentes à des sites régulateurs de Raf-1 préalablement décrits, ainsi que sur un site spécifique de l'isoenzyme (sérine 429). L'augmentation du taux intracellulaire d'AMPc dans les cellules PC12 (phéochromocytome de rat) et CATH. A (tumeur du cerveau de souris) induit essentiellement la phosphorylation de ce dernier site. L'analyse des conséquences de la mutation de ce site nous a permis de conclure que la phosphorylation de la sérine 429 a un effet inhibiteur sur l’activité des protéines ERK1/2. Ces résultats suggèrent que la phosphorylation de la protéine B-Raf par la PKA ne contribue pas à la simulation de la voie de signalisation, mais participe plutôt à l’atténuation du signal en réponse à des simulations qui perdurent.

La réussite de la thérapie cellulaire à l'aide des cellules souches embryonnaires, nécessite une bonne compréhension des mécanismes moléculaires qui contrôlent leur différenciation. Une des voies de signalisation, impliquée dans le contrôle de la différenciation des cellules souches, est la voie p38MAPK. Dans le but de comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans le contrôle de la différenciation précoce des cellules ES, nous avons réalisé un criblage sur puces à ADN. Les résultats du criblage ont montré que certains gènes régulés différentiellement, comme le gène Bcl2, sont des cibles communes de p38MAPK et de p53. En plus de son rôle de répresseur de tumeur, p53 a été impliqué dans le développement embryonnaire et dans la biologie des cellules ES. Ainsi, il est connu que p53 agit comme un répresseur du gène de pluripotence, Nanog. Il est également connu que p53 interfère avec le processus de reprogrammation des cellules adultes ; et que son activité transcriptionnelle augmente avec l'entrée des cellules ES en différenciation. En revanche, son rôle dans la différenciation et dans la formation des différents lignages issus des cellules ES, reste inconnu. Nous avons trouvé que le traitement des cellules ES sauvages avec l'inhibiteur spécifique de p53, la pifithrine-α, durant le processus de différenciation, inhibe les lignages mésodermiques, et à l'inverse, stimule la neurogenèse. De plus, la transfection transitoire des cellules ES avec des siRNAs spécifiques, dirigés contre p53 ainsi que l'utilisation des cellules ES déficientes pour le gène p53, montrent que l'absence de p53, affecte les lignages cardiaques, du muscle lisse et du muscle squelettique<br>Embryonic stem cells (ESCs) differentiate in vitro into all cell lineages. We previously found that p38MAPK controls two independent successive steps during the early mesodermal commitment of ESCs. The first one is Brachyury dependent, a master gene of mesoderm formation whereas the second one is not. In order to understand the molecular mechanism implicated in the second step, we treated ESCs with the p38 specific Inhibitor PD169316 and performed microarray experiments on mRNAs extracted from treated versus untreated cells. Our results show that many regulated genes are common targets of p38MAPK and p53 transcription factor. In addition to its role as a tumor suppressor and cell cycle checkpoint control, p53 has been involved in embryonic development, but its role in ESC differentiation is still unknown. We found that treatment of wild type ESCs with the p53 specific inhibitor pifithrin α during the differentiation process inhibits mesodermal lineages and, by contrast, stimulates neurogenesis. Likewise, ESCs Transfected with p53 siRNAs and p53 KO ESCs show an inhibition of cardiac, endothelial, smooth muscle and skeletal muscle lineage formation. Furthermore, p38MAPK inhibition by PD169316 for 24h induces a strong decrease of p53 protein level. Our results suggest that p53 mediates the p38MAPK control of the commitment of ESCs towards mesodermal lineages. The involvement of the various p53 isoforms in this process will be discussed

Les troubles d’humeur sont fréquemment associées à une douleur chronique et le cortex cingulaire antérieur (CCA) est une région importante dans cette relation. Notre objectif est d'étudier les bases moléculaires de cette comorbidité, tant au niveau de la globalité du CCA (tissus entier) que dans les différents types cellulaires. Dans un modèle murin de douleur chronique présentant des conséquences anxiodépressives et dans plusieurs modèles de dépression, nous avons mis en évidence une surexpression du régulateur négatif de la voie de la protéine kinase activée par des agents mitogènes (MAPK), la MAPK Phosphatase-1 (MKP-1). La diminution de son expression dans le CCA atténue les comportements de type dépressif, ce qui montre que MKP-1 est un facteur clé de la physiopathologie de la dépression. Nous avons également démontré que l'administration aiguë du kétamine normalise la voie MAPK perturbée, tout en produisant un effet analgésique transitoire et un effet antidépresseur prolongé. Enfin, pour étudier la contribution individuelle de différentes populations de cellules dans le développement de la dépression, nous avons isolé les neurones GABAergiques du CCA pour étudier leur expression génomique afin d’établir une liste de gènes candidats plus spécifiques<br>Mood disorders are frequently comorbid with chronic pain and the anterior cingulate cortex (ACC) appears to be an important region in this relationship. We aimed to investigate the molecular basis of this comorbidity, at both the whole structure and the cell type specific level. A genomic analysis of the ACC in a mouse model displaying chronic pain-induced anxiodepressive consequences evidenced an overexpression of the Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) Phosphatase 1 (MKP-1). An upregulated ACC MKP-1 was also observed in other models of depression, while decreasing its expression attenuates depressive-like behaviors, showing that MKP-1 is a key factor in the pathophysiology of depression. This was further validated by showing that acute ketamine administration normalizes the disrupted MAPK pathway, alongside producing a transient analgesic and a prolonged antidepressant effect. Finally, to address the role of different cell populations in this comorbidity, we have isolated GABAergic neurons from animals showing depressive- like behaviors, which will be used for genomic analysis in order to reveal important cell-type specific candidate genes

Le rôle central de la voie NFκB dans l’homéostasie cellulaire en fait une cible de choix pour les virus tel que le virus de la rage afin de contrôler la réponse immunitaire et faciliter la propagation chez l’hôte. Dans le cas des isolats de terrain des Lyssavirus, tel que la souche Thailand (Tha), la protéine de matrice (M) interagit avec la protéine RelAp43 de la voie NFκB en comparaison avec des virus de laboratoire telle que la souche vaccinale SAD. Nous montrons que MTha, en interagissant avec le domaine C-terminal de RelAp43, contrôle l’expression de gènes de l’immunité innée et de la réponse inflammatoire. Nous avons ensuite identifié les partenaires protéiques de RelAp43 dont l’interaction est modulée par MTha et notamment le complexe p105-ABIN2-TLP2. L’interaction de RelAp43 avec p105 stabilise la formation d’un complexe avec ABIN2 et TPL2, une MAPK. De plus, nous avons montré que MTha présente une forte interaction avec RelAp43 et ABIN2 en comparaison avec des mutants et exclus ABIN2 du complexe au cours de l’infection par Tha. Finalement, nous avons montré que MTha favorise la formation de dimères NFκB et confirmé la modulation de gènes de la réponse inflammatoire dépendante des voies NFκB et MAPK lors de l’infection de souris par le virus Tha. Afin de mieux comprendre l’importance des voies de signalisation dans le cycle biologique du virus de la rage, nous avons réalisé un criblage avec des pARNi ciblant les kinases et phosphatases au cours d’une infection par le virus Tha. Ainsi, nous confirmons l’importance des MAPKs au cours de l’infection par le virus de la rage et ouvert de nouveaux champs de recherche pouvant mener à une meilleure compréhension de la biologie du virus de la rage<br>The central role in cell homeostasis of the NFκB pathway also makes it a target of choice for viruses such as rabies virus to control the immune response and help it to silently spread within the host. In the case of pathogenic lyssaviruses, such as the Thailand (Tha) strain, the matrix (M) protein interacts with the NFκB protein RelAp43 compared to laboratory strains such as the vaccinal SAD virus. While interacting with the C-terminal domain of RelAp43, we showed that MTha is able to down-regulate several genes involved in innate immune response. Then, we designed a TAP/MS approach to identify how the matrix protein (M) of a wild isolate of rabies virus from Thailand (MTha) disturbs the NFκB pathway in a RelAp43-dependant manner which led us to the characterisation of a complex p105-ABIN2-TPL2 modified by MTha. The interaction of RelAp43 with p105 was shown to stabilise the formation of a complex with ABIN2 and TPL2, a MAPK. Interestingly, we showed a strong interaction of MTha with both RelAp43 and ABIN2, compared to mutants and thereby, MTha was able to release ABIN2 from the complex. Finally, we showed that MTha favours the formation of RelAp43-p50 NFκB dimers, and confirmed that Tha virus modulates inflammatory responses dependant of both NFκB and MAPKs pathways in mice. To further understand the importance of cell signaling in rabies virus replication cycle, we performed a broad RNAi screening targeting kinases and phosphatases during Tha infection. While confirming the role of MAPKs in rabies virus infection, we open new areas of research which could lead to a better understanding of rabies virus biology

Dans ce travail, nous démontrons que STIM1, un senseur calcique activé par la déplétion du Ca2+ intracellulaire du réticulum endoplasmique, est indispensable pour la signalisation calcique et la préférence oro-sensorielle du gras. Nous observons que l'acide linoléique (LA), en activant les phospholipases A2 via CD36, produit de l'acide arachidonique (AA) et de la lyso-phosphatidylcholine (lyso-PC). Cette activation déclenche un influx calcique dans les cellules CD36-positives, et induit la production du facteur CIF (Ca2+ Influx Factor). CIF, AA et lyso-PC exercent différentes actions sur l'ouverture des canaux SOC (Stored Operated Calcium Channel) constitués de protéines Orai et contrôlés par STIM1. Par ailleurs, les souris au phénotype Stim1-/- perdent la préférence spontanée pour les lipides et la libération de la sérotonine à partir des cellules gustatives dans le milieu extracellulaire chez les animaux sauvages. Nous demontrons aussi que la signalisation calcique médiée via CD36 est doublement modulée lors de l'obésité. L'augmentation de la [Ca2+]i dans les cellules gustatives observée chez le Psammomys obesus, un modèle d'obésité nutritionelle, est fortement diminuée chez les souris rendues obèses par un regime hyperlipidique. Nous avons constaté également que l'interaction de LA avec le CD36 induit l'activation des MAP Kinases de la voie MEK1/2/ERK1/2/Elk-1 qui est non seulement à l'origine de l'activation des aires cérébrales telles que le NTS, le noyau arqué, l'hippocampe mais aussi indispensable pour la préférence spontanée pour les lipides alimentaires. Nos résultats suggèrent pour la prémière fois, que la voie ERK1/2 des MAPK et la signalisation calcique lipidique controlée par STIM1 sont impliquées dans la perception oro-gustative des lipides

Les cellules communiquent avec leur environnement par l’intermédiaire d’un réseau de transduction du signal, leur permettant d’interpréter des signaux physico-chimiques et de produire des réponses appropriées. Ce mécanisme est orchestré par des cascades de signalisation, qui jouent le rôle d’émetteurs intracellulaires en transférant des stimuli biochimiques entre la membrane et le noyau. Il a été montré qu’une perturbation peut se propager en amont (et pas seulement en aval) d’une cascade par un phénomène appelé rétroactivité. Notre étude vise à comparer les conditions biochimiques qui favorisent un et/ou l’autre sens de signalisation dans des cascades linéaires. Au moyen d’approches analytiques et numériques, nous avons caractérisé les différents régimes de signalisation résultants, que nous avons résumés avec une représentation graphique compacte. Nous avons également développé le concept de profil d’activation d’une voie de signalisation qui est, pour un stimulus donné, la séquence des protéines activées à chaque niveau de la cascade à l’état stationnaire. Ces séquences correspondent à des morceaux d’orbites d’un système dynamique discret bidimensionnel. A partir de l’étude des portraits de phase, en fonction des paramètres biochimiques, nous avons étudié les propriétés de contraction/expansion autour des points fixes et de leurs bifurcations. Nous avons classifié les niveaux de cascade en trois types et examiné leur impact biologique au sein d’un réseau de signalisation. Cette méthode a également fourni une vision globale de l’interaction entre la signalisation en avant et rétroactive, et de l’amplification du signal le long du profil d’activation de la cascade<br>Living cells communicate with their external environment, by means of a signal transduction network, which allows them to interpret physico-chemical signals and produce appropriate responses. This complex machinery is orchestrated by signaling cascades, which play the role of intracellular transmitters, by transferring biochemical stimuli between cellular membrane and nucleus. It has been shown that a perturbation can propagate upstream (and not only downstream) a cascade, through a phenomenon called retroactivity. Our investigation aims to compare the biochemical conditions promoting one and/or the other direction of signaling in linear cascades. By means of analytical and numerical approaches, we have answered to this question, by characterizing the arising different signaling regimes, and we have designed a compact graphical representation to relay the gist of such conditions. We have also developed the concept of pathway activation profile which is, for a given stimulus, the sequence of activated proteins at each tier of the cascade, at steady state. Such sequences correspond to pieces of orbits of a two-dimensional discrete dynamical system. From the study of the possible phase portraits, as a function of the biochemical parameters, we focused on the contraction/expansion properties around the fixed points of this discrete map, and their bifurcations. We have deduced a classification of the cascade tiers into three main types, whose biological impact within a signaling network has been examined. This method also provided global insights about the interplay between forward and retroactive signaling, and how signal is amplified along the cascade activation profile