Mécanotransduction associée à la phagocytose dépendante des intégrines – PHAGOMECANO

La phagocytose est le mécanisme d’internalisation de particules de large taille (plusieurs microns). De ce fait, comme d’autres fonctions cellulaires qui s’opèrent à large échelle, elle implique des contraintes mécaniques qui ont peu été étudiées jusqu’ici.

De nombreux récepteurs de surface capables de réaliser la phagocytose appartiennent à la famille des intégrines, récepteurs de d’adhésion cellulaire qui se lient à des ligands de la matrice extracellulaire, des ligands de surface cellulaire ou des ligands solubles. Les intégrines transmettent des signaux à travers la membrane plasmique dans deux directions. Un signal « inside-out » induit un changement de conformation de l’intégrine qui est nécessaire pour activer la liaison à des ligands extracellulaires, tandis que la signalisation "outside-in" couple les sites d’adhésion des ligands à la queue cytoplasmique de l’intégrine qui la relie au cytosquelette et aux voies de signalisation en aval.

Notre hypothèse de travail est que les protéines liant l’actine (ABPs), et leurs régulateurs associés, sont des plaques tournantes mécanosensibles, au centre de boucles de rétroaction qui contrôlent l’ancrage au cytosquelette d’actine et l’activation des intégrines pendant la phagocytose.

Notre projet a pour but de mieux comprendre comment ces machineries mécanosensibles, impliquées dans l’adhésion des particules au récepteur CR3, aussi nommé CD11b/CD18 ou aMß2, et son ancrage subséquent au cytosquelette d’actine, sentent et répondent à des paramètres mécaniques.

Les objectifs particuliers sont les suivants:
(i) disséquer les mécanismes par lesquels les machineries protéiques mécanosensibles détectent la force et modulent la dynamique d'actine et d'ancrage lors de la phagocytose
(ii) déterminer l'importance des mêmes machineries protéiques dans la régulation des propriétés adhésives de CR3.

A cette fin, l'expertise complémentaire de deux groupes, qui séparément, ont fait d'importantes contributions dans leur domaine et ont déjà collaboré, a été réunie. Ils vont investiguer le remodelage de l'actine en aval des intégrines lors de la phagocytose en combinant des modèles expérimentaux de suivi de la formation des phagosomes avec une forte résolution dans les macrophages et la reconstitution in vitro avec des protéines pures de la dynamique des machineries protéiques mécanosensibles associés à l'adhésion intégrine-dépendante. Le recrutement séquentiel des protéines aux sites de phagocytose dans les macrophages vivants sera utilisé pour adapter le système in vitro et les interactions entre les partenaires moléculaires caractérisés in vitro seront utilisés pour générer des mutants et analyser leur fonction dans les cellules phagocytaires.

Ce travail permettra d’apporter un éclairage nouveau sur la dynamique de l’actine et l’adhésion associée à la phagocytose en aval des intégrines CR3. Ce projet contribuera à étendre les connaissances scientifiques et proposer des stratégies thérapeutiques potentielles parce que la phagocytose dépendante des intégrines est importante pour un grand nombre de contextes normaux et pathologiques comme le renouvellement et remodelage des tissus, l’élimination des cellules mortes et des bactéries. La phagocytose dépendante des intégrines pourrait également servir de référence pour découvrir de nouveaux concepts associés à la régulation des intégrines dans d'autres processus mécanosensibles comme l'adhésion cellulaire ou la migration. Par conséquent, ce travail contribuera à apporter des connaissances et des approches expérimentales au le domaine émergent de mécanobiologie.