Le Syndécan-2 dans l'os : Un nouvel inhibiteur de la voie de signalisation Wnt canonique. Conséquences sur le microenvironnement osseux

par Rafik Mansouri

Thèse de doctorat en Os et articulations

Sous la direction de Dominique Modrowski.

Soutenue en 2015

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris) , en partenariat avec Université Paris Diderot - Paris 7 (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les modulateurs de la voie de signalisation Wnt pourraient représenter une cible thérapeutique potentielle, mais il est important de comprendre les mécanismes spécifiques impliqués dans les cellules ostéoblastiques. Le syndécan-2 lie les facteurs Wnt et les R-spondines à l'extérieur de la cellule par ces chaînes d'héparane sulfate. Cela permet de concentrer et de protéger ces facteurs à proximité de la surface cellulaire mais la liaison doit être affaiblie pour faciliter leur accès aux récepteurs de haute affinité. Les syndécans sont donc des modulateurs locaux potentiels de la voie de signalisation Wnt. L'expression du syndécan-2 augmente au cours de la différenciation ostéoblastique mais sa fonction reste encore inconnue. Ici, nous avons étudié le rôle spécifique du syndécan-2 dans les ostéoblastes (Ob) en utilisant des souris transgéniques sur-exprimant le syndécan-2 sous le contrôle du fragment 2. 3 Kb du promoteur du collagène I (Tg). La surexpression du syndécan-2 dans les ostéoblastes matures est associée à une augmentation de la masse osseuse chez les animaux jeunes et les femelles vieilles de 11 mois, une forte réduction du nombre des ostéoclastes (Oc) et une altération de la formation osseuse. Une diminution du nombre de précurseurs ostéoclastiques et ostéoblastiques et augmentation du nombre de cellules apoptotiques ont été observées dans la moelle osseuse des souris Tg. Cela a été associé à une diminution des taux de cellules précurseures mésenchymateuses CD45/SCA1+. Bien que le nombre des Ob soient diminué, les capacités de différenciation des ostéoprogéniteurs de la moelle osseuse ne sont pas affectées et l'expression des protéines de la matrice osseuse dans les Ob matures est augmentée. La surexpression du syndécan-2 a diminué l'expression des gènes cibles de Wnt et de la p-galactosidase dépendante de la voie Wnt/p-caténine/TCF dans les cellules de la moelle osseuse des souris TOPGAL. L'inhibition de Wnt est associée à une diminution de l'expression des ligands Wnt, de la R-spondine et de Frizzled et à une augmentation des niveaux de l'ubiquitine-ligase ZNFR3. Le syndécan-2 a modifié l'activation de PI3K et GSK3 dans les Ob, mais n'a pas induit l'expression des inhibiteurs de Wnt. Enfin, le syndécan-2 à la surface de la cellule a réduit la capacité du milieu conditionné Wnt3a à activer l'expression de l'axine. Ainsi, nous avons démontré que le syndécan-2 fonctionne comme un inhibiteur de la voie de signalisation Wnt canonique. Ces données identifient le syndécan-2 comme un nouveau modulateur négatif de la voie de signalisation Wnt/[3-caténine/TCF dans les Ob, mais aussi dans l'environnement des Ob. Le syndécan-2 régule la fonction des Ob et le dialogue entre les Ob et les cellules de la moelle osseuse. De plus, le syndécan-2 dans Ob contrôle ostéoclastogénèse.


  • Résumé

    Wnt modulators are potent targets for therapeutic approaches to manage skeletal diseases. Wnt factors but also the agonists R-spondins bind to glycosaminoglycan chains of syndecans that hence control their distribution in the cell microenvironment. Syndecans are therefore potent local modulators of Wnt signaling. Syndecan-2 expression occurs during osteoblast differentiation and is high in mature osteoblasts but its function was unknown. Here, we investigated the specific role of syndecan-2 in osteoblasts (Ob) using transgenic mice overexpressing syndecan-2 under the control of the 2. 3 Kb fragment of collagen I promoter (Tg). Syndecan-2 overexpression restricted to mature Ob resulted in higher bone mass in young mice and in 11 months old female mice and in a strong reduction of osteoclast (Oc) number and in alteration of bone formation. Defects in Oc and Ob precursors number and increase in the number of apoptotic cells were detected within the bone marrow of Tg mice. This was associated with decreased rates of CD45-Sca1+ mesenchymal precursor cells. Although the number of Ob decreased, the differentiation capacities of bone marrow osteoprogenitors were not impaired and the expression of bone matrix proteins in mature Ob was increased. We demonstrated that syndecan-2 functions as an inhibitor of the canonical Wnt signaling. Syndecan-2 overexpression decreased Wnt-target genes and Wnt-dependent p-galactosidase in TOPGAL mice in bone and bone marrow cells. Wnt inhibition was associated with decreased production of Wnt ligands, R-spondin and Frizzled and with increased levels of the ubiquitin ligase ZNFR3. Syndecan-2 modified PI3K and GSK3 activation in Ob but did not induce Wnt inhibitors. Finally, syndecan-2 at the cell surface reduced the capacity of Wnt3a-conditioned medium to activate expression of axin, a target gene of Wnt pathway. These data identify syndecan-2 as a negative regulator of VVnt/r3-catenin/TCF signaling in Ob but also in Ob environment. Syndecan-2 regulates Ob function and the dialogue between Ob and the bone marrow cells. Especially, syndecan-2 in Ob controls osteoclastogenesis.

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  • Détails : 1 vol. (137 p.)
  • Annexes : 190 réf. Annexes

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  • Cote : TS (2015) 158
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