Étude de la production et de la dégradation du peptide amyloïde dans la maladie d'Alzheimer

par Jean Sevalle

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Frédéric Checler.

Soutenue en 2008

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) .

mots clés

• Secretases
• Presenilines
• Alzheimer, Maladie d'
• Protéine amyloïde bêta

Résumé

La maturation amyloïdogène de la béta-APP fait intervenir séquentiellement deux activités enzymatiques appelées sécrétase : la béta- puis la gamma-sécrétase. La gamma-sécrétase dépendante des présénilines est un complexe multi protéique composé d’au moins quatre partenaires : Aph-1, Pen-2, la nicastrine et les présénilines 1 ou 2. Ces présénilines sont clivées par une « présénilinase » qui génère deux fragments qui appariés en hétérodimère sont la forme active au sein du complexe. La gamma-sécrétase est impliquée dans la protéolyse de nombreux substrats mais sa nature reste très discutée. Une première partie de cette thèse porte sur la production du peptide amyloïde. Trois nouveaux dosages enzymatiques ont permis de répondre à plusieurs questions : l’activité gamma-sécrétase est-elle portée par plusieurs enzymes, dépendantes ou indépendantes des présénilines ? Les activités gamma- et epsilon-sécrétases sont-elles portées par une seule enzyme ? L’activité epsilon-sécrétase qui clive Notch est-elle identique à celle coupant la béta-APP ? Un deuxième aspect concerne la dégradation du peptide amyloïde et en particulier les modifications de son extrémité N-terminale. Dans lecadre de cette étude, j’ai pu démontrer l’implication de l’aminopeptidase A (APP) dans la dégradation de l’extrémité N-terminale du peptide amyloïde grâce à des inhibiteurs spécifiques et un essai gamma-sécrétase in vitro. Nous disposons d’un inhibiteur d’APA sous forme de pro-drogue active in vivo. Aussi, grâce à des souris transgéniques « alzheimerisées » nous pourrons confirmer ces résultats et déterminer l’impact d’un traitement ciblant l’APA sur le développement de la pathologie.

Titre traduit

Amyloid beta peptides production and degradation in Alzheimer disease

Pas de résumé disponible.

Résumé

Amyloïd beta peptide, one of the main components of Alzheimer’s disease, is derived from the proteolytic processing of its precursor beta-APP (Beta Amyloïd Precursor Protein). This amyloïdogenic pathway involves two proteolytic activities : beta- and gamma-secretase. The gamma-secretase activity is carried by a macro-molecular complex composed of at least four proteins, Alph-1, Pen-2, Nicastrin and presenilin 1 or 2 (PS1 or PS2), in which PS are thought to bear the catalytic site. Those PS are subjected to endoproteolysis by a “presenilinase” activity generating a heterodimer, the active form of the presenilins in the gamma-secretase complex. Gamma-secretase is known to process many substrates but is true nature is still highly discussed. In the first part of my work, the setup of three new fluorimetric assays brought answers to a few questions : are different PS-dependent or PS-independent activities involved in the gamma-secretase activity ? Are both gamma- and epsilon-secretases activities bear by only one enzyme ? Does the same enzyme account for both Notch and APP epsilon cleavages ? In a second part, I established the implication of aminopeptidase A (APA) in the amyloid beta peptide N-terminal truncation. The use of specific APA inhibitors coupled to the design of an original gamma-secretase in vitro assay was the key finding in this study. Finally, the use of APA inhibitors available as in vivo active prodrugs will be the next step to further confirm those results and examine the effects of those drugs on the disease time-course in Alzheimer’s disease mice models.