Régulation de la métalloprotéase ADAM10 par les tétraspanines

par Jean-François Ottavi

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Phillipe Mauduit.

Le président du jury était Pierre Bobé.

Le jury était composé de Phillipe Mauduit, Pierre Bobé, Sylvie Claeysen, Laurence Cocquerel, François Le Naour.

Les rapporteurs étaient Sylvie Claeysen, Laurence Cocquerel.


  • Résumé

    Les ADAMs forment une sous-famille d’enzymes appelées “métalloprotéases”. Elles sont impliquées dans de nombreux processus aussi bien physiologiques que pathologiques de par leur capacité à cliver un certain nombre de substrats tels que des facteurs de croissance, des cytokines ou des protéines d’adhérence. Malgré de nombreuses études sur l’activité des ADAMs, on ne connaît que très peu d’éléments de leur régulation.Les tétraspanines constituent une super-famille de protéines membranaires ayant en commun une structure particulière. Elles sont impliquées dans un grand nombre de processus biologiques fondamentaux tels que la migration, les interactions intercellulaires, la réponse immunitaire, la fusion des gamètes… Les tétraspanines interagissent non seulement entre elles mais aussi avec un certain nombre de partenaires protéiques à la membrane plasmique, formant ainsi un réseau multi-moléculaire appelé « réseau de tétraspanines » ou « tetraspanin web ». Les travaux précédents de notre laboratoire ont montré que la métalloprotéase ADAM10 est associée au réseau de tétraspanines. Cependant, la tétraspanine en association directe avec ADAM10 permettant à cette dernière d’être incluse dans le réseau n’avait jusqu’ici pas été identifiée.Tout d’abord, afin d’établir un modèle permettant une mesure de la modulation de l’activité d’ADAM10 par les tétraspanines, nous avons démontré que l’engagement des tétraspanines par des anticorps monoclonaux augmente le clivage d’E-cadhérine par ADAM10. De plus, l’activation d’un récepteur muscarinique à l’acétylcholine permet aussi une augmentation du clivage d’E-cadhérine mais de manière ADAM17-dépendante cette fois. La transactivation de l’EGFR n’est pas impliquée dans la régulation muscarinique du clivage de l’E-cadhérine alors que l’activation directe de l’EGFR par un de ses ligands conduit, elle, à une stimulation de ce clivage.Revenant à notre quête initiale des conséquences de l’interaction entre ADAM10 et les tétraspanines, nous avons démontré que la métalloprotéase ADAM10 interagit avec l’ensemble des membres de la sous-famille de tétraspanines à 8 cystéines « TspanC8 » regroupant Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 et Tspan33. Ces interactions ainsi que l’expression relative de chacun des membres des TspanC8s influent sur la sortie d’ADAM10 du réticulum endoplasmique. ADAM10 et son interaction avec les TspanC8s sont conservées dans l’Evolution et jouent un rôle dans la régulation de la voie de signalisation Notch. Lorsque nous avons examiné plus en détail l’interaction entre la tétraspanine Tspan5 et ADAM10, nous avons découvert qu’elle avait un effet négatif sur les expressions membranaires et totales d’ADAM10. De plus, cette interaction semble impliquée dans la prolifération de la lignée cellulaire PC3 dérivée de cancer de la prostate. En effet, la surexpression de Tspan5 cause une croissance diminuée de cette lignée. Cette inhibition semble due à un ou plusieurs facteurs solubles qui pourraient être sécrétés moins efficacement par les cellules surexprimant Tspan5 que par leurs homologues sauvages. Egalement, de manière inattendue, les cellules PC3 surexprimant Tspan5 sont totalement insensibles aux drogues ciblant le récepteur à tyrosine-kinase EGFR alors que la croissance des PC3 sauvages est très réduite après de tels traitements. Ceci impliquant donc que la croissance de ces dernières est au moins partiellement dépendante de la signalisation EGFR. Enfin, nous montrons qu’un autre récepteur à tyrosine-kinase appelé EphA2 pourrait avoir un rôle important dans la régulation de la dépendance à la signalisation EGFR des cellules PC3.

  • Titre traduit

    ADAM10 metalloprotease regulation by tetraspanins


  • Résumé

    ADAMs are a sub-family of enzymes called “metalloproteases” which are implicated in a variety of physiological as well as pathological processes through their ability to cleave a number of substrates including growth factors, cytokines or adhesion proteins. Despite numerous studies on ADAM activity, very little is known about their regulation.Tetraspanins form a super-family of membrane proteins with a common conserved structure. They are implicated in numerous biological processes including migration, intercellular interactions, immune response, gamete fusion… Tetraspanins are known to interact with one another and with a restricted number of protein partners at the cell surface, thus forming a multi-molecular network referred to as « the tetraspanin web ». Previous studies in our laboratory have shown that the metalloprotease ADAM10 is associated to the tetraspanin web. Nevertheless, the tetraspanin in direct interaction with ADAM10 enabling it to be part of the web was not identified at the time. To begin with, in order to establish a model providing a read-out for a modulation of ADAM10 activity by tetraspanins, we demonstrate that tetraspanin engagement by monoclonal antibodies enhances E-cadherin shedding by ADAM10. Furthermore, muscarinic receptor activation also augments E-cadherin shedding but this time in an ADAM17-dependent manner. This occurs without the intervention of EGFR transactivation whereas a direct EGFR activation is able to stimulate E-cadherin shedding. Refocusing on the initial subject of the consequences of an interaction between ADAM10 and the tetraspanins, we conclusively show that the metalloprotease ADAM10 interacts with members of the conserved TspanC8 subfamily consisting of tetraspanins Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 and Tspan33. These interactions and the relative expression of each of the TspanC8 members play a role in ADAM10 trafficking. ADAM10 and TspanC8 interactions are conserved throughout the Evolution and play a role in Notch signaling pathway regulation. When we examined in more details the particular interaction between the tetraspanin Tspan5 and ADAM10, we discovered that it had a negative effect on ADAM10 membrane as well as total expression. Moreover, this interaction seems to have implications on prostate cancer PC3 cell proliferation as Tspan5 overexpression causes a diminished growth rate. This inhibition could be caused by one or more soluble factors which could be less secreted by cells overexpressing Tspan5 than wild-type counterparts. Furthermore, oddly enough, PC3 cells overexpressing Tspan5 were completely unaffected by drugs targeted against the tyrosine-kinase receptor EGFR whereas this type of treatment impaired PC3 WT cell growth which therefore seems at least partly dependent on EGFR signalling. Finally, we reveal that another tyrosine-kinase receptor called EphA2 could play the proeminent role of regulating EGFR signalling-dependence in PC3 cells.


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