Identification et caractérisation des TNT in vitro et in vivo – LiveTuneL

WP1 (Work Package 1) a utilisé des micropatterns, des tests biophysiques et de l’imagerie en direct pour montrer que l’inhibition du complexe Arp2/3 modifie la dynamique de l’actine en faveur de la formation de TNT via l’interaction entre Eps8 et IRSp53.

WP2 a développé une nouvelle stratégie biochimique de purification des TNT, suivie d’un profilage protéomique, identifiant les tétraspanines CD9 et CD81 comme régulateurs fonctionnels de la formation des TNT et du transfert de vésicules.

WP3 a utilisé l’imagerie de cellules vivantes et des tests de transfert de cargaisons fluorescentes pour caractériser les TNT entre neurones et microglies in vitro. Ceux-ci ont montré qu’ils médiatisent un transfert mitochondrial sélectif et la propagation d’agrégats d’α-synucléine, modulant ainsi la charge neurodégénérative.

WP4 a appliqué la cryo-microscopie électronique et des tests fonctionnels pour définir l’ultrastructure des TNT, révélant que la N-Cadhérine est essentielle à l’intégrité structurale et au flux de cargaisons, régulée par la p120-caténine et la NMIIA (myosine II non musculaire A).

WP5 a utilisé des embryons de poisson-zèbre avec un marquage mosaïque et des perturbations pharmacologiques pour démontrer l’existence in vivo de connexions ouvertes de type TNT, capables de transporter des cargaisons durant le développement.

Les découvertes clés incluent :

WP1 : A démontré que la polymérisation linéaire de l’actine, plutôt que les réseaux ramifiés, est à l’origine de l’élongation des TNT. A identifié la coopération entre Eps8 et IRSp53 comme essentielle à l’architecture des TNT.

WP2 : A remplacé un criblage par imagerie peu fiable par une stratégie protéomique. A identifié CD9 comme essentiel à la stabilité des TNT et CD81 comme indispensable au transfert fonctionnel de cargaisons — révélant certaines signatures moléculaires des fonctions des TNT.

WP3 : A montré que l’α-synucléine favorise la connectivité des TNT. Les neurones transfèrent de l’α-synucléine aux microglies, tandis que les microglies envoient des mitochondries aux neurones affectés — mettant en évidence le rôle des TNT comme médiateurs des interactions neuro-immunes.

WP4 : A mis en lumière un mécanisme de régulation mécanosensible des TNT, contrôlé par la N-cadhérine et la tension cytosquelettique. A décrit comment la dynamique de l’actomyosine gouverne l’efficacité du transport des cargaisons via les TNT.

WP5 : A apporté la première preuve in vivo de TNT fonctionnels au cours du développement des vertébrés. A démontré le transfert de cargaisons et d’organites dans des embryons de poisson-zèbre, influencé par des régulateurs de l’actine et reflétant les observations faites in vitro.

Il s’agit du premier projet à combiner des analyses moléculaires, biophysiques et ultrastructurales des TNT avec une démonstration fonctionnelle in vivo. La découverte de TNT fonctionnels capables de transférer des cargaisons chez le poisson-zèbre en développement propose un nouveau paradigme pour l’étude de la communication intercellulaire durant l’embryogenèse.

Le projet ouvre de nouvelles perspectives pour cibler les TNT dans les cancers et les maladies neurodégénératives, où ils pourraient jouer un rôle aussi bien dans la pathologie que dans la réparation. L’identification de certains marqueurs spécifiques des TNT pourrait offrir des opportunités d’innovation diagnostique et thérapeutique. Les avancées mécanistiques sur la dynamique de l’actine et la signalisation via la N-Cadhérine élargissent également le champ de la biologie des membranes.

Les travaux futurs viseront à affiner la classification des TNT, à explorer leurs rôles immunologiques, et à tester leur modulation thérapeutique. Le modèle du poisson-zèbre offre une plateforme à haut débit pour le criblage in vivo de modulateurs des TNT, accélérant ainsi la recherche translationnelle sur la communication cellulaire.

De nouvelles protrusions membranaires à base d'actine ('"tunneling nanotubes"-TNTs) ont été découvertes, reliant des cellules distantes et permettant la communication intercellulaire dans des contextes physiologiques et pathologiques. Cependant, leur existence in vivo n'a pas été démontrée et les mécanismes responsables de leur formation et fusion avec une cellule cible restent incompris. Notre objectif est de comprendre comment les interactions spécifiques protéine-protéine/protéine-lipide sont impliquées dans la formation des TNTs et les différences mécaniques et dynamiques les distinguant des filopodes. Le rôle de l'actine, de ses protéines régulatrices et connecteurs membranaires et de nouveaux candidats identifiés par criblage sera déterminé in vitro et corrélé à des mesures mécaniques, puis testé in vivo sur des embryons de poissons zèbre. De plus, la cryoCLEM corrélative permettra d'obtenir la structure native des TNTs dans différents contextes cellulaires et chez l'animal.