Réponses cellulaires vis-à vis de l’exposition au cadmium chez les animaux

par Estelle Rousselet-Russo (Rousselet)

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Jean-Marc Moulis.

Soutenue en 2007

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Les conséquences de l'exposition au cadmium sont l'inactivation de diverses bio-molécules et son interférence avec les homéostasies de métaux essentiels comme le zinc. Une lignée cellulaire fortement résistante au zinc (HZR), dérivée de la lignée épithéliale HeLa est résistante au Cd. Des sollicitations accrues du réticulum endoplasmique affectent la résistance des cellules HZR. Une adaptation catabolique concernant la tyrosine, en rapport avec la production de mélanine, a aussi été notée suite aux analyses protéomiques. La résistance des cellules HZR vis-à-vis du Cd est due à la limitation de Cd intracellulaire. Cela ne se produit pas par augmentation de l'efflux de toxique, mais par inhibition de l'influx dont la voie d'entrée semble inédite. Pour son identification, une analyse globale du transcriptome des cellules HZR a indiqué la modification de multiples voies de signalisation. Le Cd peut engendrer une anémie par perturbation de l'homéostasie du fer. Au niveau cellulaire, elle est assurée au niveau traductionnel par le système IRP (Iron Regulatory Proteins)!IRE (Iron Responsive Element). Des souris intoxiquées au Cd par voie orale, n'ont pas montré d'anémie et l'activité tissulaire des IRP est restée insensible bien que le Cd se soit accumulé dans ces organes. Dans les cellules HeLa, le Cd diminue la stabilité d'IRPI au contraire des cellules HZR. Les réponses suite à un stress Cd dépendent des conditions cellulaires, en accord avec la prépondérance et la diversité des voies de signalisation sensibles au stress extracellulaire révélées pour les cellules HZR.


  • Résumé

    Most consequences of cadmium exposure arise from the interaction with a range of bio-molecules and by interference with homeostasis of other metals. Zinc is the biologically metal that most closely resembles Cd. A High Resistant Zinc (HZR) cellline derived from HeLa cells was found to be resistant to Cd toxicity. The induction of endoplasmic reticulum stress decreases resistance of HZR cells to Cd exposure. Also tyrosine catabolism, may be as a way of producing melanin, is involved in adaptation to high zinc concentrations, as witnessed by proteomic analysis. The Cd resistance of HZR cells is due to the limitation of intracellular cadmium. The over-expression of major efflux pumps was not responsible for expelling Cd from HZR cells. Instead, Cd uptake was limited by a not already known Cd transporters characterized in other cell types. A genome-wide analysis of the HZR transcripts underlines a series of signalisation pathways in which the number of cellular components that are sensitive is too large to identify individual molecules directly responsible for handling zinc or Cd. Ln mammals, Cd intoxication could lead to anemia. At the cellular level, iron homeostasis is regulated at the translational level by the IRE (Iron Responsive Element)! IRP (Iron Regulatory Proteins) system. Mice, orally treated with Cd, show neither anemia nor changes in tissue IRP activities, although significant accumulation of Cd in these organs. Ln HeLa cells Cd decreases the IRPI stability, contrary to the HZR cells. The cellular responses to Cd depend on the cellular conditions, most probably by the interplay among the signalling cascades evidenced in the HZR transcriptomic studies.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 321 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 334 réf.

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  • Cote : TS07/GRE1/0196/D
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