Effects of microtubule-interfering agents on aryl hydrocarbon receptor signalling

par Radim Vrzal

Thèse de doctorat en Sciences chimiques et biologiques pour la santé

Sous la direction de Zdeněk Dvořák et de Patrick Maurel.


  • Résumé

    Les cytochromes P450 1A (CYP1A) sont impliqués dans le métabolisme des hydrocarbures polycycliques aromatiques et la formation de métabolites réactifs à partir de ces molécules. Le contrôle transcriptionnel de l'expression de ces gènes dépend en partie du récepteur des hydrocarbures polycycliques aromatiques (AhR). Les fonctions de ce récepteur sont affectées par toute une série de stimuli physiopathologiques, incluant notamment les agents perturbateurs du réseau de microtubules (MIAs). Toutefois, le rôle du cytosquelette sur la voie de signalisation dépendante du AhR n'est pas totalement élucidé. Dans ce travail, je me suis intéressé aux effets de divers MIAs présentant des structures chimiques différentes et souvent utilisés dans le traitement de cancers (colchicine, nocodazole, taxol, vincristine, vimblastine) sur la fonction du AhR. Dans la première partie de la thèse, j'ai travaillé sur les cellules HepG2 (carcinome hépatocellulaire humain) et les hépatocytes de rat en culture primaire (RH). Dans les deux types cellulaires, colchine et nocodazole produisent un effondrement du réseau des microtubules, analysé en microscopie et immunofluorescence utilisant des anticorps anti-β-tubuline. Dans les cellules HepG2, la colchicine et le nocodazole provoquent une diminution dose- et temps-dépendante de l'induction du CYP1A1 (mRNA, protéine et activité) en réponse à la dioxine (TCDD). Des résultats similaires sont observés dans les RH avec la colchicine, mais pas avec le nocodazole. Des analyses de liaison de ligand ont révélé qu'aucune de ces deux molécules n'est antagoniste du AhR de souris. La colchicine diminue la translocation nucléaire d'une construction chimérique AhR-GFP en réponse au TCDD dans des cellules HeLa. L'analyse par FACS des cellules HepG2 et des RH exposés pendant 24 heures à la colchicine ou au nocodazole montre une augmentation très importante de la population des cellules HepG2 en G2/M par rapport aux contrôles, alors que la distribution des populations de RH reste inchangée. En conclusion de cette partie du travail, l'intégrité du réseau des microtubules est importante pour la transduction du signal dépendant du AhR dans les cellules HepG2 et les RH. Cet effet n'est pas exclusivement dû à la perturbation du cycle cellulaire (observée sur les cellules HepG2) comme le montrent les résultats obtenus avec les RH. Dans la deuxième partie de ma thèse, j'ai étudié l'effet des MIAs sur la fonction du AhR dans les hépatocytes humains en culture primaire (HH). A l'exception du taxol (comme attendu), tous les MIAs testés produisent après 6 et 24 heures de traitement un effondrement dose-dépendant du réseau des microtubules, analysé en microscopie et immunofluorescence utilisant des anticorps anti-β-tubuline. Par contre, seuls le nocodazole et la vimblastine provoquent une diminution significative de l'induction du CYP1A1 mRNA en réponse au TCDD. Tous les MIAs produisent une diminution dose- et temps-dépendante significative de l'expression du CYP1A2 mRNA en réponse au TCDD. De même, après 16 heures de traitement, tous les MIAs (taxol inclus) provoquent une inhibition de la translocation nucléaire du Ahr en réponse au TCDD, mesurée par analyse en western blot des extraits nucléaires. Les MIAs seuls ou en association avec TCDD produisent une augmentation d'accumulation de la protéine AhR et du mRNA. En conclusion, les MIAs affectent la transduction de signal du AhR, notamment l'expression inductible des CYP1A1 et 1A2. Cependant ces effets ne sont pas directement corrélés à l'impact des MIAs sur le réseau des microtubules et semblent être dépendants des types cellulaires (HH versus RH, ou HepG2 versus HH) et des espèces (HH versus RH). Ces effets pourraient être dépendants de la dynamique du réseau des microtubules plutôt que de son intégrité, comme le suggèrent le fait que les résultats obtenus avec le taxol sont identiques à ceux obtenus avec les autres molécules. Le lien entre réseau des microtubules et cycle cellulaire observé sur les cellules HepG2 ne tient pas avec les RH et HH qui, dans nos conditions de culture, sont des cellules en G0.

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  • Détails : 1 vol. (101 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 93-99

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  • Cote : 2007MON1T009
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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 7200
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