Le sujet de cette thèse concerne la sensibilité de cellules en culture présentant un dysfonctionnement mitochondrial à l’apoptose induite par la staurosporine. Le travail est composé de 2 chapitres principaux, qui correspondent chacun à l’étude d’un dysfonctionnement mitochondrial particulier. La première partie concerne l’étude de l’apoptose dans des cellules 143B d’ostéosarcome humain comparativement à des cellules 143B ρ0, totalement déplétées de leur ADN mitochondrial (ADNmt). En traitant ces cellules avec la staurosporine, un inducteur de mort ciblant les mitochondries, nous avons premièrement montré que les cellules 143B ρ0 sont plus sensibles que les cellules parentales. Afin de découvrir l’origine de cette différence de sensibilité, nous avons recherché les mécanismes de mort cellulaire induits par la staurosporine. Dans les deux lignées cellulaires, les caspases sont activées suite à la libération du cytochrome c dans le cytosol, selon la voie intrinsèque apoptotique largement décrite dans la littérature. Nous avons pu mettre en évidence que les cellules 143B ρ0 sont hypersensibles premièrement en raison d’une forte diminution de l’abondance des protéines anti-apoptotiques Bcl-2, Bcl-XL et Mcl-1, appartenant à la famille Bcl-2 qui régule notamment la perméabilisation de la membrane mitochondriale externe (MME). Deuxièmement, de manière intéressante, dans les cellules déplétées en ADNmt, une perméabilisation des lysosomes est également observée, permettant la libération de la cathepsine B, protéase lysosomale, dans le cytosol. La cathepsine B participe au processus apoptotique des cellules ρ0, ce qui est peu ou pas le cas dans les cellules 143B parentales. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l’étude de l’apoptose dans des cellules cybrides dérivées de cellules 143B humaines, porteuses ou non de la mutation A8344G de l’ADNmt, qui est responsable d’une encéphalomyopathie mitochondriale, le syndrome MERRF (Myoclonic Epilepsy with Ragged Red Fibers). L’apoptose a également été induite dans ces cellules (dénommées dans ce travail cellules cybrides sauvages et MERRF mutées) grâce à la staurosporine. Comme pour les cellules déplétées, les cellules porteuses de la mutation A8344G sont plus sensibles à l’apoptose induite que les cellules sauvages. Cependant les mécanismes de mort induits par la staurosporine sont différents de ceux mis en évidence dans les cellules 143B ρ0 puisque la libération de cytochrome c n’a pas pu être mise en évidence dans les cellules cybrides sauvages et mutées, malgré une activation des caspases en réponse à la staurosporine,. Dans les cellules cybrides sauvages et MERRF mutées, il semble que les caspases soient activées, au moins partiellement, par une voie qui dépend des calpaines, protéases activées en réponse à une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire, et par l’activation initiale de la caspase-4. En réponse à la staurosporine, la concentration en calcium cytosolique augmente dans les cellules cybrides sauvages et mutées, mais plus rapidement dans les cellules cybrides mutées. C’est donc une dérégulation de l’homéostasie du calcium qui serait à la base de l’hypersensibilité des cellules porteuses de la mutation A8344G. Cependant, nos résultats montrent que la voie calcium-calpaines-caspase-4 ne contribue que partiellement à l’activation de la cascade de caspases et de la mort cellulaire. Des résultats préliminaires suggèrent que les espèces radicalaires dérivées de l’oxygène, le potentiel de membrane ou encore l’autophagie pourraient également participer à la mort cellulaire induite par la staurosporine et contribuer à l’hypersensibilité des cellules mutées à l’apoptose induite.
- Myoclonic Epilepsy with Ragged Red Fibers (MERRF)
- Calpaines
- Dysfonctionnement mitochondrial
- Apoptose
- Cathepsines
Etude de l’impact d’un dysfonctionnement mitochondrial sur la réponse apoptotique de cellules humaines en culture
Rommelaere, G. (Auteur). 14 juin 2012
Student thesis: Doc types › Docteur en Sciences