Etude du rôle du microenvironnement matriciel dans l’induction des invadosomes

Impact of the matrix environment on invadosome induction

• Auteur / Autrice : Amelie Juin
• Direction : Frédéric Saltel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences, technologie, santé. Biologie cellulaire et physiopathologie
• Date : Soutenance le 11/12/2012
• Etablissement(s) : Bordeaux 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Marc Landry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Saltel, Isabelle Sagot, Danijela Vignjevic Matic
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Chavrier, Pierre Jurdic

Mots clés

Mots clés libres

Invadosome

Rigidité matricielle

Collagène fibrillaire de type I

Invadosome

Matrix stiffness

Fibrillar type I collagen

Résumé

Le terme invadosome regroupe à la fois les podosomes, dans les cellules normales, et les invadopodes, dans les cellules transformées par l’oncogène Src et les cellules cancéreuses. Ces structures sont capables d’interagir avec et de dégrader la matrice extracellulaire (MEC). Ils sont aussi considérés comme des méchanosenseurs car ils sont capables de sentir la rigidité et la nature de la MEC. Mon travail de thèse s’est focalisé sur l’impact du microenvironnement matriciel sur la formation et l’activité des invadosomes. Au cours d’une première étude, nous avons démontré que les cellules endothéliales microvasculaires forment de façon constitutive des podosomes. L’utilisation de matrices de rigidités contrôlées, a permis la mise en évidence d’une corrélation entre l’augmentation de la rigidité augmentait et le nombre de cellules formant des podosomes ainsi que la taille de ces structures. En plus de la rigidité, d’autres propriétés de la MEC, telles que sa composition moléculaire et son organisation pourraient influencer la formation des invadosomes. Dans une seconde et troisième étude, nous avons pu montrer que seul le collagène fibrillaire de type I était capable d’induire la formation de microdomaines d’actine linéaires qui présentent comme les invadosomes, la capacité de dégrader la MEC. Au vu de leur morphologie originale, nous avons nommés ces structures des invadosomes linéaires (LIs). De façon intéressante, nous avons pu établir que la formation et l’activité de dégradation des LIs étaient indépendantes des intégrines β1 et β3. Au contraire, nous avons démontré que les récepteurs à domaine discoïdine (DDRs) contrôlent la formation et l’activité des LIs. De plus, les voies de signalisation classiques associées aux invadosomes classiques ne sont pas impliquées dans la formation des LIs. Une analyse par spectrométrie de masse des interactants de DDR1 dans un contexte collagène de type I fibrilllaire a permis de mettre en évidence des régulateurs clés et de révéler une voie de signalisation potentiellement impliquée dans la formation des LIs.Ainsi, ce travail de thèse a permis d’identifier la rigidité de la matrice comme un inducteur majeur des podosomes mais aussi la capacité intrinsèque des cellules microvasculaires à former ces structures. De plus, nous avons identifié un nouveau type d’invadosome, les LIs, qui sont associés à un nouveau type de récepteur concernant les invadosomes, les DDRs.

Invadosome is a global term including podosome, found in normal cells, and invadopodia observed in Src-transformed and cancer cells. These structures are specialized cell-matrix contacts able to interact with and degrade the extracellular matrix (ECM). They are considered as mechanosensors as they are able to sense the strength, the nature of the extracellular matrix. My PhD work essentially focuses on the understanding of how matrix microenvironment impacts on invadosome formation and activity. In a first study, we demonstrated that microvascular cell types constitutively form podosomes. Thus, using matrices of controlled rigidity, we found that an increase of stiffness was associated with an enhancement in the number of cells forming podosomes and podosome size. In addition to the matrix rigidity, other microenvironment properties, such as the molecular composition and the organization of the matrix are expected to influence the formation of invadosome.In a second and a third part of this wok, we show that fibrillar type I collagen induce the formation of linear actin microdomains which exhibit invadosome characteristics. In view of their original architecture, we named these new structures, linear invadosomes (LIs).Interestingly, we show that the formation and degradation activity of LIs are independent of β1 and β3-integrins but required discoidin domain receptors (DDRs). Moreover, all the signalling pathways known to induce classical invadosome are not required for the LIs induction. A mass spectrometry analysis of DDR1 partners emphasized key regulators and these results highlight a new potential signalling pathway involved in LIs formation. This work allowed us identifying matrix stiffness as a major inducer of podosomes but also the intrinsic capacity of microvascular cells to form these structures. Moreover, we identify a new type of invadosome, the Linear Invadosome associated with DDRs receptors.