Cellular and molecular mechanisms of prion replication

par Muhammad Khalid Farooq Salamat

Thèse de doctorat en Microbiologie et virologie

Sous la direction de Michel Dron.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Mécanismes cellulaires et moléculaires de la réplication des prions


  • Résumé

    Les encéphalopathies spongiformes transmissibles ou maladies à prion sont des pathologies neurodégénératives qui peuvent affecter aussi bien l'homme que l'animal. Elles se caractérisent par un changement de conformation d'une glycoprotéine de surface, la protéine prion (PrPc, C pour cellulaire) structurée en trois hélices alpha, en une forme pathologique (PrPSc, Se pour «scrapie»), riche en feuillets bêta, insoluble, agrégative, résistante aux protéases et qui forme des dépôts amyloïdes dans les cerveaux atteints. Les données actuelles ont conforté le modèle prion de transconformation induite par un contact direct entre les deux conformères, un mécanisme qui explique à la fois la transmission et la propagation de l'infectiosité. . . Notre étude met d'abord en avant le rôle des principales voies de dégradation des protéines dans l'infection à prion. L'inhibition de l'activité du protéasome entraîne dans une lignée neuronale de souris, à la fois l'accumulation d'une forme anormale de PrP et la capture des agrégats de PrPSc par l'agrésome, bien que ces deux effets ne semblent pas directement reliés. Nous avons ensuite démontré l'implication des protéases endolysosomales, les cathepsines, dans la coupure N-terminale de la PrPSc, responsable de la présence d'une forme tronquée de la PrPSc dans les cellules infectées. S'en est suivie une mise en évidence que la proportion de PrPSc tronquée par rapport à la PrPSc pleine longueur était fondamentalement dépendante de la cellule ou du tissu dans lesquels le prion se réplique. Cela reflète vraisemblablement l'activité d'endocytose des différentes cellules infectées. Notre travail apporte également des informations fondamentales sur le fait que certains éléments constitutifs de la protéine soient ou non prérequis pour la réplication des prions. La PrPc a deux sites optionnels de glycosylation. Nous avons substitué l'asparagine de chacun de ces sites par une série d'acides aminés et montré que l'attachement d'une seule chaîne N-glycane sur l'un ou l'autre des sites est suffisante à la réplication du prion. . .


  • Résumé

    Transmissible spongiform encephalopathies, the so called prion diseases are neurodegenerative disorders that affect humans as well as animais. They are characterized by a conformational change of a surface glycoprotein, the normal cellular prion protein (PrP ) structured in three alpha helices into a pathological form (PrPSc), enriched in p-sheet, insoluble, aggregative, and resistant to proteases, which form amyloid deposits in the brain. The current data support the model of prion conversion induced by direct contact between the two conformers, a mechanism that explains both the transmission and spread of infectivity. . . We first looked for the role of principal routes of protein degradation in prion infection. We show that inhibition of proteasome activity in a murine neuronal cell line, leads to the accumulation of an abnormal form of PrP and the capture of PrPSc aggregates by aggresome, although these two effects do not seem directly related. We then demonstrated the involvement of endolysosomal proteases, cathepsins, in the N-terminal cleavage of PrPSc, thus responsible for the presence of a truncated form of PrPSc, called C2 fragment, in infected cells. Also the full length-to-C2 ratio was considerably dependent on the cell or tissue where prion replicates. This likely reflects the endocytosis activity of different infected cells. Our work also provides basic information about requirement of some components of the protein for prion replication. PrPc has two facultative glycosylation sites. We substituted the asparagine of these sites by a series of amino acids and showed that the presence of a single N-glycan chain on either site is sufficient for prion replication. However, in the absence of glycan chains PrP was not properly directed to the cell surface and was no longer converted. Then we isolated a mutant PrP with an insertion of eight amino acids in the loop joining the last two alpha helices. We showed that it was fully convertible, capable of self-propagation in culture and was de novo infectious. Replication of prions was still possible despite stretching of this loop with a peptide of sixteen amino acids. . .

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (212 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 564 Réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2011) 153
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 8588
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.