Rôle des phospholipases C dans la régulation de la sécrétion d'ions chlorure et de l'homéostasie calcique dans les cellules épithéliales bronchiques : intérêt dans la mucoviscidose

Phospholipase C controls calcium homeostasis and chloride-dependent short-circuit current in bronchial epithelial cells : interest in cystic fibrosis.

• Auteur / Autrice : Chloé Grebert
• Direction : Clarisse Vandebrouck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et physiopathologie
• Date : Soutenance le 29/11/2019
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Biologiques et Santé (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Signalisation et transports ioniques membranaires (Poitiers ; 2014-2021) - Signalisation et Transports Ioniques Membranaires / STIM
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (1896-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Faivre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Clarisse Vandebrouck, Bruno Constantin, Christelle Guibert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Urbach, Olivier Tabary

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phospholipase C

Mucoviscidose

Calcium

Canaux chlorures

Mots clés libres

Phospholipase C

Cftr

CaCC

Canaux chlorures

PLCβ3

Ca2+

Phospholipase C

Cftr

CaCC

Chloride channels

PLCβ3

Ca2+

Résumé

Les phospholipases C (PLC) sont des enzymes indispensables dans la transmission des signaux cellulaires via l’hydrolyse des phospholipides membranaires et régulent, par exemple, l’activité de protéines et de canaux ioniques. Les PLC génèrent des seconds messagers tels que le DAG et l’IP3 qui vont respectivement activer la protéine kinase C et augmenter le Ca2+ intracellulaire, deux mécanismes impliquées dans l’activité du canal chlorure CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator), dont la mutation du gène dans la mucoviscidose est liée à la perte de l’expression et/ou de fonction du canal. L’objectif du projet est d’étudier dans quelle mesure les PLC peuvent jouer un rôle dans l’activité du canal CFTR. Nous avons mis en évidence une implication des phospholipase C dans la sécrétion d’ions chlorures dépendante de l’activité du canal CFTR WT et CFTR F508del corrigé à la membrane par la température. Ainsi nous avons montré que les PLC participent au maintien de la sécrétion chlorure dans le temps via l’activation d’un canal chlorure autre que CFTR. Par ailleurs nous avons identifié la PLCγ1 et la PLCβ3 comme étant nécessaires à l’activation maximale du courant CFTR dépendant, possiblement via des interactions avec les protéines NHERF et SHANK 2, deux protéines qui régulent l’activité de CFTR. Nous avons aussi montré que la PLCβ3 intervient dans la sécrétion d’ions chlorure par les canaux chlorures activés par le calcium (CaCC). Enfin, les PLC régulent l’homéostasie calcique dans les cellules bronchiques et nous avons mis en évidence des différences de régulation du canal calcique TRPV6 entre les cellules qui expriment le CFTR WT et celles qui expriment le CFTR F508del par un mécanisme impliquant les PLC. En résumé nous avons montré que les phospholipases C, et notamment la PLCβ3, jouent un rôle dans l’activité de trois conductances chlorure mais aussi dans la régulation de l’homéostasie calcique dans les cellules épithéliales bronchiques, résultats qui pourraient être exploités dans les recherches visant à améliorer la sécrétion de fluide dans le contexte de la mucoviscidose.

Phospholipases C (PLC) are key enzymes involved in cellular transmission signals by membrane phospholipids hydrolysis and control, for instance, activities of proteins and ion channels. By producing DAG and IP3, PLC respectively activate protein kinase C and increase intracellular Ca2+ concentration, two pathways involved in the chloride channel CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) activity. Mutations on CFTR gene leads to the cystic fibrosis disease related to a loss of function and/or activity of CFTR. The aim of the thesis project is to study the extent to which PLC play a role in CFTR activity. Our results revealed an involvement of PLC in chloride secretion in bronchial epithelial cells depending on WT CFTR or temperature corrected F508del CFTR activity. In this way, we showed that PLC take part in maintaining chloride secretion over time via the activation of a non CFTR chloride channel. In addition, we identified PLCγ1 and PLCβ3 as two PLC required for maximal CFTR dependent chloride secretion, possibly by interacting with NHERF and SHANK2, both proteins involved in CFTR regulation. We also showed that PLCβ3 take part in calcium activated chloride channels (CaCC) activity. At last we showed a difference in the regulation of the TRPV6 calcium channel between bronchial epithelial cells expressing WT CFTR or F508del CFTR by a pathway involving PLC. To sum up, we showed that PLC take part in chloride secretion in bronchial epithelial cells. PLCβ3 in particular plays a role in different chloride channels including CFTR, CaCC and possibly a non CFTR chloride channel. These results could be managed in the future research to improve fluid secretion in context of cystic fibrosis.