Influence des peptides d'élastine dans le diabète de type 2 et la thrombose et caractérisation biochimique et fonctionnelle de la sous-unité Neuraminidase-1 du complexe récepteur de l'élastine

par Charlotte Kawecki

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Laurent Debelle.

Soutenue le 16-12-2015

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (MEDYC) Matrice Extra-cellulaire et DYnamique Cellulaire (laboratoire) .

Le président du jury était Laurent Martiny.

Le jury était composé de Laurent Debelle, Pascal Michel Jean Maurice, Sylvie Ricard-Blum.

Les rapporteurs étaient Cécile Denis, Marie Paul Jacob.


  • Résumé

    L’élastine est la protéine de la matrice extracellulaire (MEC) responsable des propriétés de résilience et d'élasticité des tissus élastiques. Durant le vieillissement, les protéines de la MEC vasculaire sont exposées à des réactions délétères qui altèrent leurs propriétés structurales et fonctionnelles. Une des caractéristiques principales des protéines de la MEC est leur longue demi-vie, associée à un renouvellement très lent, comme pour l'élastine. Ainsi, tout dommage survenant sur l'élastine est essentiellement irréparable. La fragmentation des fibres élastiques génère des peptides d’élastine (EDP) bioactifs capables de modifier le comportement des cellules environnantes en se liant au complexe récepteur de l’élastine (CRE), composé de trois sous-unités dont la neuraminidase-1 (Neu-1), sous-unité catalytique du CRE. Cette thèse a consisté en l'étude, chez la souris, du rôle des EDP dans le développement du diabète de type 2 et dans la thrombose, deux pathologies vasculaires liées à l'âge, et s'est également focalisée sur la sous-unité Neu-1 du CRE. Dans un premier temps, nous avons montré que les EDP favorisent le développement d’une insulinorésistance et d’un diabète de type 2. Cet effet implique l'interaction de Neu-1 avec la sous-unité β du récepteur à l'insuline qui diminue son niveau de sialylation altérant ses voies de signalisation. Dans un second temps, nous avons identifié un mécanisme d'action des EDP à deux niveaux (matriciel et plaquettaire) et mis en évidence la présence d'un CRE fonctionnel dans les plaquettes régulant la thrombose. Enfin, nous avons étudié la topologie membranaire de Neu-1 par différentes approches technologiques et identifié un domaine transmembranaire potentiel jouant un rôle important pour sa dimérisation et son activité sialidase. En conclusion, les EDP sont des acteurs clefs du remodelage vasculaire physiopathologique et des pathologies vasculaires associées et de contribuer à faire avancer nos connaissances sur l'organisation de Neu-1 à la membrane plasmique.

  • Titre traduit

    Role of elastin peptides in type 2 diabetes and thrombosis, and functionality and biochemical characterization of Neuraminidase-1, subunit of elastin receptor complex


  • Résumé

    Elastin is the extracellular matrix (ECM) protein responsible for resilience and elasticity of tissues such as arteries. During ageing, vascular ECM proteins are subjected to deleterious reactions that alter their structural and functional properties (addition reactions, proteolysis). One of the main features of ECM proteins is their long half-life, associated with a low, or even, inexistent turnover. This is the case for elastin with an estimated half-life at 70 years. Therefore, any damage occurring on elastin will be mostly irreparable. Fragmentation of elastic fibers produces bioactive elastin-derived peptides (EDP) able to modify the behavior of surrounding cells by binding to the elastin receptor complex (ERC). This receptor is composed of three subunits, among which neuraminidase-1 (Neu-1) is the catalytic subunit. The aim of this thesis was to study, in mice, the role of EDP in the development of type 2 diabetes and in thrombosis, two age-related vascular diseases, and to focus on the Neu-1 subunit of the ERC. In a first time, we have shown that EDP promote the development of insulin resistance and type 2 diabetes. This effect involves Neu-1 interaction with the β subunit of the insulin receptor and leads to its reduced sialylation level and signaling. In a second time, we have demonstrated that EDP are regulators of thrombosis. We identified a two-level mechanism (matrix and platelet) and the presence of a functional ERC in platelets. Finally, we have studied the membrane topology of Neu-1 by different biophysical, biochemical and molecular biology approaches, and identified a potential transmembrane domain involved in the dimerization and sialidase activity of Neu-1. In conclusion, this thesis consolidates the concept that EDP are crucial actors of pathophysiological vascular remodeling and related vascular diseases, and expands our knowledge on the plasma membrane organization of Neu-1.


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