OCRL1, GTPases Rho et phosphoïnositides : étude des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le syndrome de Lowe

par Rodrick Montjean

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Gérard Gacon.

Soutenue en 2008

à Paris 5 .


  • Résumé

    Le syndrome oculo-cérébro-rénal de Lowe est une maladie génétique rare de transmission récessive liée au chromosome X. Les patients atteints de ce syndrome présentent une cataracte congénitale bilatérale, un retard mental sévère et un syndrome rénal de Fanconi. Le gène OCRL1, dont les mutations sont associées au syndrome de Lowe, a été localisé en Xq26. 1. De nombreuses mutations de type « perte de fonction » ont été identifiées sur l'ensemble du gène et se traduisent dans la plupart des cas par une absence d'ARN messager ou de protéine OCRL1. L'équipe a également montré que l'absence de la protéine dans les fibroblastes cutanés de patients se traduit par une accumulation anormale de PIP2, substrat préférentiel d'OCRL1, à la membrane plasmique. Notre objectif est d'étudier le mode de fonctionnement moléculaire normal d'OCRL1 mais aussi de définir les conséquences de son absence dans le contexte pathologique du syndrome de Lowe. Le PIP2 joue un rôle important dans la morphologie cellulaire, dans la migration et l'adhérence des cellules. L'étude de ces processus cellulaires m'a permis de conclure que les fibroblastes Lowe répondent significativement mieux au PDGF (formation de « ruffles »), migrent significativement plus vite et adhèrent significativement moins bien sur collagène. J'ai observé des dérèglements moléculaires en relation avec la migration cellulaire telles qu'une accumulation de PIP3 et de phospho-Akt. J'ai également examiné les mécanismes moléculaires impliqués dans le syndrome de Fanconi à l'aide de cellules rénales issues de patients Lowe. Nous avons montré, sur ces cellules, un défaut d'endocytose de l'albumine pouvant s'expliquer l'albuminurie de ces patients. Rac étant un substrat in vitro d'OCRLl, nous avons donc recherché une altération de l'activité de cette protéine chez les Lowe pouvant être corrélée au défaut d'endocytose. La similitude des deux maladies Lowe et Dent suggère que les voies de signalisation dépendantes d'OCRLl et de C1C5 sont fonctionnellement proches ou identiques. C'est dans ce cadre que nous avons analysé un partenaire de C1C5 et de Rac, la cofiline. Cette étude nous a permis de conclure qu'OCRLl est impliquée dans la régulation de Rac et des voies de signalisation en aval contrôlant le cytosquelette d'actine via la cofiline. L'ensemble de ce travail fournit de nouvelles bases pour la compréhension de la physiopathologie du syndrome de Lowe.

  • Titre traduit

    OCRL1, Rho GTPases and phosphoinositides : study of the molecular and cellular mechanisms implicated in the Lowe syndrome


  • Résumé

    The Oculocerebrorenal Lowe syndrome is a rare X-linked disorder characterized by congenital cataracts, mental retardation and renal Fanconi syndrome. Several loss of function mutations in OCRL1 gene, mapped to Xq26. 1, are associated with Lowe syndrome. These mutations are responsible for the absence of the OCRL1 messenger and protein. We have observed that the loss of OCRL1, in human dermal fibroblasts (HDFs) from Lowe patients, results in an accumulation of PIP2, the preferred substrate of OCRL1, at the plasma membrane. The aims of this work were to study the molecular functions of OCRL1 and to analyze the consequences of its absence in the pathologic context of the Lowe syndrome. Based on the accumulation of PIP2, we analysed the cellular processes regulated by PIP2 metabolism such as cell morphology, cell migration and cell adhesion in the fibroblasts of Lowe patients. We observed that the HDFs of Lowe patients, as compared to that of normal individuals, show a significant decrease in the adherence to collagen matrix. There is also a marked increase in ruffles after PDGF stimulation as well as cell migration. We also observed that the enhanced migration of Lowe HDFs is linked to the accumulation of PIPS and phospho-Akt, deregulation of whom are known to alter cell migration. To better analyze renal physiopathology of Lowe syndrome, we studied tubular cell lines from OCRL1-deficient Lowe patients. We observed that these cells, as compared to the control, show a dramatic reduction in their ability to internalize albumin from the culture medium. This indicates that the deficiency in renal albumin uptake, a receptor-mediated endocytosis process, is probably underlying albuminuria of Lowe syndrome. In addition, we showed that Lowe tubular cells exhibit an overactivation of Rac GTPase, correlates with the accumulation of phosphorylation-inactivated cofilin form and is a possible cause for the alteration of the actin cytoskeleton network. This work is envisaged to provide new basis for understanding the pathophysiology of Lowe syndrome.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (167 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 153-167

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Descartes-Bibliothèque médicale Cochin-Port Royal (Paris). Service commun de la documentation. Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.