Reconstitution fonctionnelle du récepteur de facteur de croissance épidermique dans des modèles membranaires biomimétiques

par Samah Doumiati

Thèse de doctorat en Biotechnologie

Sous la direction de Claire Rossi et de Karsten Haupt.

Soutenue en 2011

à Compiègne .

mots clés

• Récepteur du facteur de croissance épidermique
• Modèles membranaires biomimétiques
• Protéoliposomes
• Membranes biomimétiques supportées
• Egfr
• Activité tyrosine kinase
• Autophosphorylation
• Complexes récepteur-ligand
• Récepteurs cellulaires
• Cellules épidermiques
• Membranes (biologie)
• Src kinase
• Polyéthylèneglycol
• Curcumine

Résumé

L'objectif de cette thèse a été de reconstituer le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) dans des modèles membranaires biomimétiques. L'EGFR est un récepteur transmembranaire à activité tyrosine kinase, qui se dimérise et s'autophosphoryle suite à la liaison d'un de ces ligands, tel que l'EGF. Ce récepteur joue un rôle essentiel dans les voies de signalisation cellulaires et est impliqué dans de nombreux cancers lorsque que son activité est altérée. Ainsi, pouvoir disposer de plateformes biomimétiques permettant une étude simplifiée de ce récepteur constitue un enjeu important pour la compréhension de ses mécanismes d'activation et d'inhibition. Les modèles biomimétiques utilisés sont les protéoliposomes et une bicouche lipidique couplée à un support par des chaînes de polyéthylène glycol. Grâce à la quantification du récepteur et au suivi de son autophosphorylation, il a été démontré que la reconstitution de l'EGFR a été effective et fonctionnelle dans ces deux modèles. L'influence sur son activation de certains paramètres tels que la présence du ligand, le temps d'activation, la quantité d'EGFR reconstitué ainsi que l'action d'un inhibiteur, la curcumine, a été étudiée. L'action du ligand et de l'inhibiteur a été conforme à ce qui avait déjà été décrit sur cellules. De plus, l'utilisation des modèles membranaires nous a permis d'obtenir des nouvelles informations sur le processus d'autophosphorylation. L'incorporation de PEGFR dans de tels modèles biomimétiques apparaît très prometteuse, d'autant plus que le modèle supporté permettra l'application de nombreuses techniques biophysiques de caractérisation des interfaces à l'étude de ce récepteur.

Titre traduit

Functional reconstitution of the epidermal growth factor receptor into biomimetic membrane models

Résumé

The aim of this thesis was to reconstitute the epidermal growth factor receptor (EGFR) into biomimetic membrane models. EGFR is a transmembrane tyrosine kinase receptor. The binding of specific ligands such EGF to EGFR monomers leads to the receptor dimerization and their transphosphorylation. This receptor plays a critical rote in tell signaling pathways and the alteration of its activity is involved in the development and the growth of many types of human tumors. The creation of a biomimetic platform, which will allow to study EGFR in a simplified environment, is an important issue for understanding the activation and inhibition mechanisms. Two different biomimetic models were used to reconstitute the EGFR: proteoliposomes and polyethylene glycol-tethered lipid bilayers. We demonstrated by the quantification of the receptor and its autophosphorylation that each reconstitution was effective and functional. The influence of factors such as the presence of the ligand, the activation time, the amount of reconstituted monomers and the action of an inhibitor (curcumin), on EGFR activation was investigated. The results concerning the ligand and the inhibitor were in correlation with the results already obtained with human cells. In addition, new information about the autophosphorylation process was obtained specifically by the use of membrane models. In conclusion, the EGFR incorporation in such biomimetic models appears as a very promising Mol. Furthermore, new perspectives for the study of EGFR have arisen owing to the coupling of supported membrane models giving access to a number of additional biophysical characterization techniques.