Thèse soutenue

Utilisation du modèle cellulaire ATDC5 pour la caractérisation des mécanismes de maturation des procollagènes et de leurs relations avec le processus de minéralisation matricielle
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Auteur / Autrice : Dafné Wilhelm
Direction : Arnaud BianchiJean-Baptiste Vincourt
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 04/12/2019
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie moléculaire et physiopathologie articulaire (Vandœuvre-lès-Nancy)
Jury : Président / Présidente : Laurence Sabatier
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Baptiste Vincourt, David Magne, David J.S. Hulmes, Halima-Assia Kerdjoudj, Brigitte Leininger-Muller
Rapporteurs / Rapporteuses : David Magne, David J.S. Hulmes

Résumé

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L'ossification endochondrale est le mécanisme par lequel les os longs se développent chez les Vertébrés. Elle nécessite la formation d'un patron cartilagineux primaire par chondrogenèse, qui est ensuite remplacé par l'os. Elle repose sur la production d'une matrice extracellulaire (MEC) riche en collagènes de type II qui va minéraliser et dont de nombreux aspects restent difficiles à caractériser. La lignée cellulaire ATDC5 s'engage dans un programme de différenciation séquentiel semblable à la chondrogenèse après stimulation à l'insuline. Bien que cette lignée soit largement utilisée, son protéome est à peine décrit. Afin de définir à quel point ce modèle récapitule les principaux aspects de la formation de la MEC du cartilage, une analyse temporelle par LC–MALDI–TOF / TOF de la régulation du protéome a été effectuée, axée sur la MEC et la maturation de ses composants. Ces cellules synthétisent et incorporent dans leur MEC un vaste panel de composants cartilagineux, notamment l’agrécane et le collagène de type II qui portent la plupart des maturations décrites in vivo. Surtout, l'accumulation de collagène dans la MEC est corrélée aux événements de maturation : clivages protéolytiques et hydroxylations de la triple hélice. Le C-propeptide du collagène de type II (CPII), est un composant des cartilages articulaire et de croissance, et a été décrit comme impliqué dans le processus de minéralisation, mais dans quelle mesure et par quel mécanisme CPII est impliqué dans la minéralisation restent à être déterminés. Nous avons montré que le CPII ne possède pas le même intéractome que ses homologues des procollagènes de type I et III (CPI et CPIII), suggérant des divergences mécanistiques entre leurs maturations. Ces résultats sont consolidés par des études complémentaires in vivo des sites de clivage de CPII, confirmant la coexistence de 2 sites de clivage et démontrant pour la première fois que les trimères de CPII contiennent les quatre combinaisons possibles des deux sites de clivage. Ces données suggèrent que chaque monomère au sein du trimère est clivé indépendamment des autres. Dans l’ensemble, ces travaux amènent à considérer le mécanisme de clivage de CPII comme distinct de celui de CPI et CPIII et comme plus complexe qu’il n’était anticipé. La caractérisation fonctionnelle des événements clés de l'élaboration de la MEC dans les cellules ATDC5 devrait permettre de mieux disséquer les mécanismes de la chondrogenèse et de la minéralisation.