Impact d’extraits de plantes du désert Algérien sur le cytosquelette et la division cellulaire

Impact of plant extracts of Algerian desert on cytoskeleton and cell division

• Auteur / Autrice : Meryem Sari hassoun
• Direction : Patrick Curmi, Daoudi Chabane-Sari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 23/11/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Nassima Mokhtari
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Le Clainche, Fanny Roussi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Actine

Cytosquelette

Division cellulaire

Mots clés libres

Cucurbitacine

Citrillus colocynthis

Résumé

Citrillus colocynthis, plante de la famille des Cucurbitaceae, est utilisée en médecine traditionnelle en Afrique et en Asie pour traiter diverses affections. Elle contient comme principes actifs majoritaires des cucurbitacines. Sur les cellules mammifères en culture, les cucurbitacines provoquent, à dose nanomolaire, des changements morphologiques spectaculaires dans les minutes qui suivent leur application (blebbing, effondrement du volume cellulaire), accompagnés d’une agrégation massive de l’actine qui conduit dans les 24 heures à un défaut de cytokinèse avec multinucléation. Dans ce contexte, je me suis attachée à apporter des éléments pour mieux comprendre comment les cucurbitacines conduisent à l’agrégation de l’actine. Ce faisant, j’ai découvert que les agrégats formés sous l’effet des cucurbitacines ne sont pas de simples amas d’actine mais en fait des co-agrégats constitués d’un mélange d’actine et de phospho-myosine II. En analysant les voies de signalisation, j’ai pu montrer que la cucurbitacine I : I - Inhibe la phosphorylation de la cofiline par la LIMkinase, II - Active de façon très forte la voie RhoA/ROCK, III - Ne provoque pas de stress oxydant significatif et présente in vitro une réelle capacité à capturer le radical ˙OH, IV - Ne peut inhiber dans la cellule en culture la voie JAK2/STAT3 qu’à des concentrations micromolaires, V - Que les effets cyto-morphologiques de la cucurbitacine I ne sont neutralisés que par les antioxydants comportant des fonctions thiol dû à sa capacité à se conjuguer directement avec ces molécules, VI - La glycosylation supprime l’activité de ces molécules. La démonstration que ces molécules n’agissent pas en se couplant à des protéines cibles, ouvrent l’espoir raisonnable de les utiliser dans le futur pour créer des dérivés d’intérêt pour la pharmacologie du cancer.

Citrillus colocynthis, a plant from the Cucurbitaceae family, is used in traditional medicine in Africa and Asia to treat various diseases. It contains as major active molecules, cucurbitacins. On mammalian cells in culture, cucurbitacins at nanomolar dose, cause dramatic cyto-morphological changes in the minutes of their application (blebbing, collapse of the cell volume), accompanied by a massive aggregation of actin which leads within 24 hours to a defect of cytokinesis with multinucleation. In this context, I committed, to provide data to better understand how cucurbitacins lead to the aggregation of actin. In doing so, I discovered that the aggregates resulting from cucurbitacins are not simple actin clusters but in fact co-aggregates consisting of a mixture of actin and phospho-myosin II. By analyzing the signaling pathways, I was able to show that cucurbitacin I: I - Inhibits cofilin phosphorylation by LIMkinase, II -Very strongly activates the RhoA/ROCK pathway, III - Does not cause a significant and sustained oxidative stress in cultured cells, and presents in vitro a real ability to capture the OH radical. IV - Can inhibit in cultured cells the JAK2/STAT3 pathway only at micromolar concentrations, V - That the cyto-morphological effects of cucurbitacin I in mammalian cell are neutralized only by thiol-rich antioxidants, due of to the ability to combine directly with this molecule, VI - Glycosylation suppresses the activity of these molecules. The demonstration that these molecules do not act by coupling to target proteins, open the reasonable hope of using them to elaborate in the future derivatives of interest for the pharmacology of cancer.