Inflammations pulmonaires et protéases à cystéine : résistance des cathepsines au stress oxydatif et implication dans la régulation de l'angiogénèse.

par Florian Veillard

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé, spécialité Biochimie

Sous la direction de Gilles Lalmanach.

Soutenue le 10-12-2009

à Tours , dans le cadre de Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours) , en partenariat avec SST/U INSERM 618 - Protéases et Vectorisation Pulmonaires (équipe de recherche) .

Le président du jury était Frédéric Esnard.

Le jury était composé de Francis Gauthier, Mustapha Si-Tahar.

Les rapporteurs étaient Bertrand Friguet, Emmanuelle Liaudet-Coopman.


  • Résumé

    Lors des Broncho-pneumopathies chroniques obstructives (BPCO), la dégradation du tissu bronchique et l’altération de la fonction respiratoire sont dues à une réaction inflammatoire qui s’accompagne d’un stress oxydatif, d’un déséquilibre protéolytique et d’un blocage de l’angiogénèse. Dans ce contexte, la régulation et les fonctions des cathepsines à cystéine pulmonaires restent mal définies. Bien qu’in vitro, le peroxyde d’hydrogène (H2O2) inactive de façon dose-dépendante les cathepsine, cette activité peut-être partiellement restaurée compte tenu de l’oxydation réversible de la cystéine du site actif sous forme d’acide sulfénique. De plus, les cathepsines sécrétées par les cellules THP-1 sont protégées de l’inactivation par H2O2 grâce à la présence de catalase extracellulaire, expliquant pour partie le maintien de leur activité dans un environnement à priori défavorable. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l’implication des cathepsines dans l’homéostasie de l’endostatine, un facteur pro-apoptotique et anti-angiogénique dont la concentration dans les poumons est corrélée à la sévérité de l’emphysème. Les cathepsines L, V, B et K sont des enzymes candidates à la libération de l’endostatine à partir du collagène XVIII, alors que seules les cathepsines L, V et S la dégradent, générant lors de l’hydrolyse des peptides aux propriétés anti-prolifératives et pro-apoptotiques.

  • Titre traduit

    Pulmonary inflammations and cysteine proteases : protection of cathepsins to oxydative stress and implication in angiogenesis regulation


  • Résumé

    During Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), the degradation of pulmonary parenchyma and the decrease of respiratory function depend on inflammatory reactions associated with oxidative stress, unbalanced proteolysis and the blockade of angiogenesis. In this context, the regulation and roles of cysteine cathepsins are poorly defined. Although hydrogen peroxide (H2O2) inactivates in vitro cysteine cathepsins, their activity can be partially restored due to the oxidation of the nucleophilic active site cysteine as a sulfenic acid. Moreover, secreted cathepsins of THP-1 cells are protected from inactivation by H2O2 by the presence of extracellular catalase, explaining their sustained activity in spite of an unfavourable environment. In a second step, we have studied the implication of cathepsins in the generation and the degradation of endostatin, a pro-apoptotic and anti-angiogenic factor, whose the concentration is correlated to the severity of emphysema. Cathepsins L, V, B, K and S are putative candidates for the release of endostatin from collagen XVIII, whereas only cathepsins L, V and S degrade it and release pro-apoptotic and anti-proliferative peptides.

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