La dégradation lysosomale des granules d’insuline favorise l’échec des cellules béta lors d’un diabète de type 2

Lysosomal degradation of insulin granules promotes β-cell failure in type 2 diabetes

• Auteur / Autrice : Adrien Pasquier
• Direction : Romeo Ricci
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 08/11/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Izabela Sumara
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romeo Ricci, Izabela Sumara, Paul Saftig, Marc Donath
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paul Saftig, Marc Donath

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glycoprotéines de membrane associées au lysosome

Dissertations universitaires

Antigène CD63

Pharmacologie endocrinologique

Insulinorésistance

Cellules bêta

Modèles animaux

Diabète non-insulinodépendant

Mots clés libres

CD63

Granules d’insuline

PKD1

Diabète type 2

Limp2

CD63

Insulin granules

PKD1

Td2

Limp2

Résumé

Notre équipe a récemment découvert l’importance du ciblage des granules d’insuline aux lysosomes lors d’une mise à jeun chez les cellules pancréatiques β. Le diabète de type 2 (TD2) est caractérisé par la résistance à l’insuline couplé au dysfonctionnement des cellules β-et à leur perte. Je souhaitais évaluer le ciblage des granules d’insuline aux lysosomes dans le contexte diabétique. Grâce à un modèle murin, nous avons trouvé que le nombre des lysosomes contenant des granules d’insuline était augmenté chez les cellules β-provenant de souris diabétiques en comparaison aux contrôles. Ceci était accompagné par l’augmentation des niveaux de la protéine lysosomale CD63. Parce que PKD1 contrôle le ciblage des granules d’insuline aux lysosomes lors d’une mise à jeun, nous nous sommes demandé si PKD1 était importante lors d’un diabète de type 2. Dans nos modèles, les niveaux de PKD1 étaient diminués en conditions diabétiques en comparaison aux contrôles. De plus, l’inhibition de PKD1 entrainait l’augmentation du ciblage des granules d’insuline aux lysosomes et accélérait l’apparition du diabète dans notre modèle murin. Nous souhaitions ensuite savoir si l’activation de PKD1 dans les cellules pancréatiques β-pouvait être avantageuse dans un contexte diabétique. De fait, grâce à l’utilisation d’un composé spécifique, nous avons pu montrer que l’activation de PKD1 menait à l’augmentation des niveaux d’insuline sur des ilots pancréatiques humains et ralentissait l’apparition du diabète dans notre modèle murin. Pour conclure, j’ai aussi débuté la caractérisation des lysosomes sur d’autres types cellulaires des ilots pancréatiques. Nous avons observé que LIMP2, une autre protéine lysosomale, était fortement exprimée chez les cellules pancréatiques α.

Our team recently uncovered the importance of the targeting of insulin granules to the lysosomal compartments in pancreatic β-cells during fasting. Type 2 Diabetes (T2D) is characterised by insulin resistance coupled with pancreatic β-cell failure which account for both β-cells dysfunction and β-cells death. I wanted to assess the targeting of insulin granule to the lysosomes in the context of T2D. Using murine diabetic model, we found that the number Granule-containing Lysosomes was enhanced in diabetic β-cells in comparison to controls. This was accompanied by an increase in the level of the lysosomal protein CD63. Because PKD1 controls the targeting of insulin granule to the lysosomes during fasting, I wondered if PKD1 was important during T2D. PKD1 levels were decreased in our diabetic models in comparison to controls. Moreover inhibition of PKD1 led to enhanced targeting of the insulin granules to the lysosomes and accelerated apparition of diabetes in our murine model. I also tested if activation of PKD1 in pancreatic β-cells could be beneficial in the context of diabetes. Indeed using a specific compound, we showed that PKD1 activation led to an increase in insulin levels and delayed onset of diabetes in our murine model. My work thus uncovered mechanisms underlying a fundamentally new process in β-cells with potential implications for novel therapeutic directions in T2D. Finally, I started to assess lysosomes in another pancreatic islets cell type. I found that LIMP2, another lysosomal membrane protein, was specifically highly expressed in the pancreatic α-cells.