Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études
Rôle de TDP-43 dans l’ pissage alternatif
Rôle de TDP-43 dans la stabilité des ARNs messagers
Régulation de la Traduction
Pour cela, Neumann et collaborateurs ont généré des extraits protéiques enrichis en protéines insolubles à partir de cerveaux de patients atteints de DLFT-UBI+ ; e t aits u’ils ont ensuite utilisés pour immuniser des souris afin de produire des anticorps reconnaissant spécifiquement les composants protéiques des inclusions UBI+. Le criblage de milliers de surnageants d’hy ido es pa i unohisto hi ie leu a pe is d’identifie et de purifier de nouveaux anticorps monoclonaux marquant sélectivement ces inclusions UBI+. Les extraits protéiques enrichis en protéines insolubles ont alors été séparés par western blot bidimensionnel, puis les peptides reconnus par ces nouveaux anticorps ont été analysés par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. Les auteurs ont ainsi pu identifier la protéine TDP-43 (M. Neumann et al. 2006). Une stratégie expérimentale similaire a été suivie par Arai et collaborateurs, et leur a également permis de découvrir la protéine TDP-43. La présence de TDP- 3 au sein d’in lusions UBI+ a par la suite été étendue aux inclusions compactes et enchevêtrées caractéristiques de la SLA (Neumann et al., 2006), ce qui a été très rapidement confirmé par d’autres équipes (Arai et al., 2006; Mackenzie, 2007) (Figure 8).
Outre la DLFT et la SLA, une pathologie TDP-43 a également été décrite dans diverses autres maladies neurodégénératives, parmi lesquelles la maladie d’Alzheimer (Amador-Ortiz et al., 2007; Josephs et al., 2014, 2017), la dégénérescence corticobasale (CBD) (Koga et al., 2018; Uryu et al., 2008), la paralysie supranucléaire progressive (PSP) (Koga et al., 2018; Yokota et al., 2010), le syndrome de Perry (Mishima et al., 2017), et la maladie de Huntington (Davidson et al., 2009; Schwab et al., 2008; Toyoshima and Takahashi, 2014).
De manière intéressante, notons que la formation de corps d’inclusions TDP-43 s’accompagne systématiquement d’un changement drastique dans la distribution subcellulaire de TDP-43, avec une absence totale de coloration nucléaire diffuse normale de la protéine TDP-43 dans les cellules portant une inclusion (Neumann et al., 2006) (Figure 8). Nous reviendrons sur ce point dans le chapitre traitant des anis es d’ag gations.
La phosphorylation anormale de TDP-43 est l’une des principales caractéristiques pathologiques distinctives observées chez les patients. La protéine TDP-43 possède 64 sites de phosphorylation putatifs : 41 résidus sérine (Ser), 15 résidus thréonine (Thr), et 8 résidus tyrosine (Tyr). Les principaux résidus impliqués dans la phosphorylation pathologique de la protéine TDP-43 sont deux résidus Ser dans sa région C-terminale, Ser409 / Ser410 (Hasegawa et al., 2008; Liachko et al., 2013; Neumann et al., 2009). La phosphorylation des résidus Ser379, Ser403 et Ser404 de la protéine TDP- 3 s’av e gale ent t e corrélée à la pathologie (Hasegawa et al., 2011). Enfin, plus récemment, plusieurs autres sites de phosphorylation ont été mis en évidence grâce à une analyse de spectrométrie réalisée à partir de cerveaux de patients atteints de SLA (Kametani et al., 2016). De nombreuses kinases ont été associées à la phosphorylation de la protéine TDP-43 : CK1 (casein kinase 1) (Kametani et al., 2009), CDC7 (Cell division cycle 7-related protein kinase) (Liachko et al., 2013), CK2 (Carlomagno et al., 2014), TTBK1 et 2 (Tau tubulin kinase) (Liachko et al., 2014), CK1delta (Nonaka et al., 2016), GADD34 (growth arrest and DNA damage-inducible protein) (Goh et al., 2018), AMPK (5′ adenosine monophosphate-activated protein kinase) (Liu et al., 2015) ou encore HIPK2-JNK (Homeodomain-interacting protein kinase 2) (Lee et al., 2016). Le niveau de phosphorylation de TDP-43 peut être modulé par au moins deux phosphatases décrites dans la littérature : la calcineurine, qui présente une certaine spécificité pour les résidus Ser409/Ser410 (Liachko et al., 2016), et PP1 (protein phosphatase 1), qui agit au niveau des sites Ser403/404 et Ser 409/410 (Gu et al., 2018).
Con e nant l’u i uitination de la p ot ine pathologi ue, un i lage g n ti ue par double- hybride chez la levure a pe is d’identifie deu enzy es apa les d’u i uitine la p ot ine TDP-43 (Hans et al., 2014). Il s’agit des protéines UBEE2 (Ubiquitin-conjugating enzyme E2), une enzyme de conjugaison qui favorise l’ubiquitination du TDP-43, et UBPY (ubiquitin isopeptidase), ui a l’inve se duit le niveau d’ubiquitination de la protéine. En utilisant diverses approches expérimentales, Hebron et collaborateurs ont identifié la protéine Parkin o e tant gale ent apa le d’u i uitine la p ot ine TDP-43 (Hebron et al., 2013). Grâce à son activité E3 ubiquitine-ligase, la Parkin ubiquitine TDP-43 et facilite ainsi son accumulation dans le cytoplasme dans un complexe multiprotéique avec HDAC6.
Comme la phosphorylation, le clivage de la protéine TDP-43 pour donner des fragments C- terminaux (CTF) de ~20- 5kDa ou de ~35kDa est l’une des odifi ations post- transcriptionnelle la plus fréquemment décrite chez les patients ALS et DLFT. Notons u’à e jour, aucun fragment N-te inal n’a t d te t hez les patients, sugg ant u’ils puissent être dégradés très rapidement par les cellules. Deux hypothèses sont avancées dans la littérature pou e pli ue l’o igine des f ag ents CTF. La plupart des études considèrent une origine protéolytique de ces fragments. Plusieurs protéases ont été identifiées comme étant apa les d’indui e un livage de la p ot ine TDP-43, parmi lesquelles la Caspase-3, la Caspase-4 et la Caspase-7 (Yamashita et al., 2016; Zhang et al., 2009). Outre les caspases, il a été o se v dans les e veau hu ains la g n ation de f ag ents CTF ~35 kDa pa l’a tion de l’ AEP (asparaginyl endopeptidase) (Herskowitz et al., 2012). De plus, dans la moelle épinière et le cortex moteur primaire de patients atteints de SLA, on constate une augmentation des niveaux des enzymes Calpaïne 1 et 2, deux protéases capables de cliver spécifiquement la protéine TDP-43 pour donner différents fragments (Yamashita et al., 2012, 2016). Une explication alternative au clivage protéolytique est la produ tion d’isofo es p ot i ues de TDP-43 de petites tailles, soit par épissage alternatif D’Alton et al., 5; Xiao et al., 5 , soit pa l’utilisation de sites alternatifs d’initiation de la traduction alternatifs (en aval du codon d’initiation naturel) (Nishimoto et al., 2010).
Parmi les aphasies progressives primaires, on distingue principalement deux présentations cliniques : les formes sémantiques et les formes non fluentes.
|
Table des matières
INTRODUCTION
I. TDP-43 : Gène, structure, expression et localisation
A. Structure du gène TARDBP
B. Structure de la protéine TDP-43
C. Expression
D. Localisation Subcellulaire de la protéine TDP-43
E. TBPH : l’hoŵologue Đhez la dƌosophile de la pƌotĠiŶe TDP-43
II. Fonctions physiologiques de la protéine TDP-43
A. Régulation de la transcription
B. Métabolisme des ARNs messagers
1. Identification des ARNs cibles de TDP-43
2. Rôle de TDP-ϰ3 dans l’Ġpissage alteƌnatif
3. Rôle de TDP-43 dans la stabilité des ARNs messagers
4. Régulation de la Traduction
5. Transport nucléocytoplasmique des ARNs messagers
6. Transport axonal
C. Métabolisme des ARNs non codants
1. Biogenèse des micro-ARNs
2. Longs ARNs non codants
III. MĠcaŶisŵe d’AutorĠgulatioŶ de la protĠiŶe TDP-43
A. Mise en évidence
A. MĠĐaŶisŵe de l’autoƌĠgulatioŶ
IV. TDP-43 et les maladies neurodégénératives
A. Découverte de TDP-43
B. Inclusions TDP-43
1. Spécificité cellulaire et localisation subcellulaire
2. Caractéristiques biochimiques
C. Démences Fronto-temporales
1. Généralités
2. Variante comportementale de la démence fronto-temporale
3. Aphasie progressive primaire
4. Classification des DLFT
5. Génétique des DLFT-TDP
6. Histopathologie des DLFT-TDP
7. Propagation de la pathologie TDP-43 dans les DLFT
D. Sclérose latérale amyotrophique
1. Généralités
2. Forme Spinale de la SLA
3. Forme bulbaire de la SLA
4. Génétique de la SLA
5. Histopathologie de la SLA
E. Pathologie TDP-ϰϯ daŶs d’autƌes ŵaladies ŶeuƌodĠgĠŶĠƌatives
1. La ŵaladie d’Alzheiŵeƌ
2. La démence à corps de Lewy
3. Les maladies neurodégénératives par expansion de polyglutamine
F. Mutations dans le gène TARDBP
V. Physiopathologie de la protéine TDP-43
A. Perte ou gain de fonction ?
B. MĠĐaŶisŵes pouvaŶt ĐoŶtƌiďueƌ à la foƌŵatioŶ d’iŶĐlusioŶs TDP-43
1. Transport nucléo-cytoplasmique
2. Modifications post-transcriptionnelles
3. Altération du contrôle qualité des protéines
4. Les granules de stress
5. PƌopƌiĠtĠs d’agƌĠgation de TDP-43
C. Mécanismes de neurotoxicité de la protéine TDP-43 pathologique
1. DysfonĐtion du ŵĠtaďolisŵe de l’ARN ŵessageƌ
2. Transport Axonal
3. Altération du transport nucléocytoplasmique
4. Séquestration de facteurs protéiques
5. Dysfonction mitochondriale
D. Propagation de la pathologie TDP-ϰϯ, l’hLJpothğse pƌioŶ
VI. La drosophile coŵŵe ŵodğle d’Ġtude des ŵaladies ŶeurodĠgĠŶĠratives
Le système UAS/GAL4
OBJECTIFS DU PROJET DE THESE
RESULTATS
I. Article 1 : Les facteurs d’épissage agissent comme des modulateurs génétiques de la production de TDP-43 dans la Drosophile.
A. Problématique
B. Travaux et Résultats
II. Article 2 : Identification de TCERG1 comme nouveau modulateur génétique de la production de TDP-43 chez la Drosophile
A. Problématique
B. Travaux et résultats
III. Article 3 : Les mutations TARDBP ideŶtifiĠes chez des patieŶts Ŷ’altğreŶt pas la facultĠ d’autorĠgulatioŶ de la protĠiŶe TDP-43 chez la Drosophile
A. Problématique
B. Travaux et Résultats
DISCUSSION
I. Autorégulation de TDP-43 et pathogénicité
II. UtilisatioŶ d’uŶ ŵodğle drosophile d’autorĠgulatioŶ de la protĠiŶe TDP-43.
III. Modulateurs de la production de TDP-43 : indicateurs de diagnostic ?
IV. Modulateurs de la production de TDP-43 : cibles thérapeutiques ?
V. MĠcaŶisŵe d’actioŶ des ŵutaŶts ?
BIBILIOGRAPHIE
Télécharger le rapport complet
