Mécanisme de formation des nanotubes (TNT) : accent sur le rôle de l'organisation de l'actine et de l'activité d'Eps8-I-BAR

Mechanism of formation of tunneling nanotubes (TNTs) : focus on the role of actin organization and Eps8–I-BAR activity

• Auteur / Autrice : Nina Ljubojević
• Direction : Chiara Zurzolo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 14/12/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physiologie, physiopathologie et thérapeutique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Unité Trafic membranaire et pathogenèse
• Jury : Président / Présidente : Michel Labouesse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Danijela Vignjevic, Julie Plastino
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ludovic Galas, Antoine Jégou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules -- Interaction

Nanotubes

Actine

Mots clés libres

Actine

Nanotubes

TNT

Mécanisme de formation

Polymérisation d’actine

Actin

TNTs

TNT formation

Résumé

Les nanotubes (TNT) sont des protubérances membranaires basées sur l'actine qui représentent un moyen direct de communication entre cellules, qui relient le cytoplasme de deux cellules éloignées et permettent le transfert de cargo, ce qui les différencie des filopodes. Les TNT sont impliqués dans différentes maladies. En revanche, leur mécanisme de formation reste mal compris. Nous montrons ici que sur les micropatterns de fibronectine, les TNT sont plus fréquents à 15 et 20 µm de distance. L'inhibition du réseau d'actine ramifié dépendant de l'Arp2/3 par le CK-666 a augmenté le pourcentage de cellules connectées aux TNT, impliquant une compétition des réseaux d'actine pour les monomères d'actine. La formation de TNT est supposée impliquer les protéines I-BAR, et Eps8, qui favorise les TNT. Nous avons identifié une interaction entre Eps8 et IRSp53 qui était augmentée lors de la stimulation des TNT, suggérant leur implication dans la formation des TNT. La co-expression d'Eps8 et d'IRSp53 a augmenté le pourcentage de TNT, et le transfert de vésicules, impliquant leur rôle positif dans la formation des TNT. L'analyse protéomique de l'interactome d'Eps8 a révélé l'absence de facteurs de dépolymérisation de l'actine dans les cellules traitées par CK-666 par rapport aux cellules non- traitées, ce qui suggère que l'inhibition de la dépolymérisation pourrait permettre aux cellules de former de longues protubérances comme les TNT.

Tunneling nanotubes (TNTs) are actin-based membrane protrusions that represent direct means of cell-cell communication, connecting the cytoplasm of two remote cells and thus enabling cargo transfer, substantially differentiating them from filopodia. TNTs are implicated in neurodegenerative diseases, cancer and pathogen spreading. In contrast, their mechanism of formation is poorly understood. We show that on fibronectin micropatterns TNTs in neuronal cells were most frequent at 15 and 20 µm distance. Arp2/3-dependent branched actin network inhibition by CK-666 increases the percent of TNT-connected cells on patterns, implicating actin networks competition for actin monomers. TNT formation is thought to involve membrane-associated proteins I-BARs, and an actin crosslinker Eps8, previously found to promote TNTs. We identified an interaction between Eps8 and IRSp53 which was enhanced upon stimulation of TNTs, suggesting its involvement in the formation of TNTs. Co-expression of Eps8 and IRSp53 increased the percent of TNT-connected cells, and the transfer of vesicles, implicating their positive role in TNT formation. Proteomics analysis of Eps8 interactome revealed the lack of actin depolymerizing factors in CK-666 treated cells as compared to mock, suggesting that actin depolymerization inhibition might enable cells to form such long protrusions as TNTs.