Hemidesmosomes et organites fibreux: remodelage et signalisation au cours du développement et la pathogénèse – HDFO

Les hémidesmosomes des vertébrés et les organites fibreux du nématode C. elegans sont des structures analogues tant du point de vue fonctionnel que moléculaire. Ils contiennent tous deux des plakines et des filaments intermédiaires.Ils ont été longtemps considérés comme de simples structures d'ancrage d'un tissu à son support, mais des éléments récents ont montré que ces jonctions sont essentielles dans une variété de processus: développement et morphogenèse, différenciation cellulaire, réparation tissulaire et tumorigenèse. Il semble également que ces structures aient une fonction dans la signalisation cellulaire. L'objectif de ce projet est de définir les mécanismes qui contrôlent le remodelage de ces jonctions au cours de processus développementaux, pathologiques, et durant le stress mécanique des tissus. Dans ce but, nous utiliserons deux systèmes en parallèle. Tout d'abord, nous utiliserons le nématode C. elegans pour identifier et caractériser les gènes nécessaires pour la maturation des organites fibreux pendant la morphogenèse. Le modèle C. elegans présente deux avantages importants : (i) c'est un système génétique très puissant, (ii) il représente un modèle unique pour l'analyse de phénotypes à une résolution cellulaire. Le deuxième modèle utilisé sera la souris, en particulier, l'intestin, pour examiner la fonction de certains des gènes importants identifiés chez C. elegans. Nous avons déjà produit dans les deux modèles de nombreux outils génétiques et cellulaires qui contribuent à la faisabilité de ce projet. Nous avons déjà identifié chez C. elegans 14 gènes, tous conservés chez les vertébrés, qui agissent avec la plakine VAB-10 pour assurer le maintien et le remodelage des organites fibreux. Dans une première étape, nous rechercherons les cibles moléculaires et partenaires de trois d'entre eux, à savoir un facteur de transcription, une protéine kinase et une ubiquitine ligase. Nous déterminerons si la localisation subcellulaire et/ou l'activité de ces protéines est modulée par la tension mécanique. Dans une deuxième étape, nous réaliserons un crible RNAi synthétique dans des cellules humaines en culture pour déterminer si la diminution partielle et conjointe de la plectine (orthologue de VAB-10) et de certains des homologues vertébrés des 14 gènes identifiés chez C. elegans altère la stabilité des hémidesmosomes. Nous testerons ensuite in vivo chez la souris par deux méthodes distinctes reposant sur l'utilisation de shRNAs si l'inactivation des gènes identifiés lors de ce crible RNAi altère l'intégrité de l'intestin comme le fait la perte de l'intégrine ±6 associée aux hémidesmosomes. Dans une dernière étape, nous poursuivrons la caractérisation du phénotype d'un KO conditionnel dans l'intestin de cette intégrine accompagné d'une perte de la plectine, qui induit une inflammation s'accompagnant chez les adultes de l'apparition d'adénocarcinome (modèle de maladie inflammatoire chronique de l'intestin). Nous porterons notre attention sur la signalisation par l'EGF et les MAPK au cours des premiers jours de développement post-natal, ainsi qu'à l'expression des protéines homologues aux protéines identifiées chez C. elegans. L'ensemble de ces approches devrait permettre de dégager un réseau de gènes impliqués dans la formation des structures homologues aux hémidesmosomes chez C. elegans, et d'identifier quelques gènes ayant une fonction analogue chez les vertébrés. Il permettra de déterminer lesquels contribuent à la pathogenèse intestinale liée à la perte des hémidesmosomes.