Localisation subcellulaire et fonction de la maspardine, la protéine déficiente dans la Paraplégie Spastique 21 (SPG21)

Résumé

Une déficience de la maspardine cause la Paraplégie Spastique 21 (SPG21), ou syndrome de Mast, une forme autosomique récessive compliquée de paraplégie spastique héréditaire. Cette maladie provoque l'apparition de différents symptômes liés à une dégénérescence des neurones corticospinaux, tels qu'une spasticité ou une ataxie. Des observations réalisées lors d'une étude antérieure ont mis en évidence que cette protéine se localise en partie au niveau des lysosomes dans le foie de rat tout comme cinq autres protéines mutées dans des paraplégies spastiques héréditaires. Plusieurs de ces protéines semblent jouer un rôle dans les fonctions lysosomales, notamment en participant au trafic des récepteurs de transport des hydrolases acides lysosomales. A ce jour, la fonction de la maspardine n'a cependant pas été élucidée. Afin de contribuer à l'identification de cette fonction, nous avons tout d'abord analysé la localisation subcellulaire de la maspardine dans une lignée de cellules neuronales (SK-N-BE) à l'aide de fractionnements subcellulaire par centrifugation différentielle ou sur gradient de densité de Percoll. Nous avons ensuite évalué l'effet de différents traitements, impactant la morphologie et le fonctionnement normal des lysosomes, sur la localisation de la maspardine et l'expression de son gène, SPG 21, dans les cellules HeLa. Ces traitements ont consisté, d'une part, à incuber des cellules HeLa avec du saccharose (une molécule qui est endoycytée mais non dégradée dans les lysosomes) afin d'induire une surcharge lysosomale et, d'autre part, à soumettre les cellules à une période de jeûne. Pour terminer, nous avons utilisé des clones mutés pour le gène SPG21 (avec un changement du cadre de lecture au début de l'exon 2) afin d'étudier l'impact de l'absence de maspardine sur l'expression protéique et génique de marqueurs lysosomaux et autophagiques. Nos résultats montrent que le fractionnement complet par centrifugation différentielle et sur gradient de densité de Percoll permet une séparation efficace des différents compartiments
subcellulaires dans les cellules SK-N-BE. En combinant les résultats obtenus par ces deux méthodes, nous déduisons que la maspardine présente une localisation double, cytosolique d'une part et probablement endolysosomale de l'autre. Lors d'une surcharge lysosomale induite par l'exposition de cellules HeLa à une haute concentration de saccharose, la maspardine semble être recrutée sur les lysosomes car sa population lysosomale augmente au détriment de sa population cytosolique. Le contraire est observable lors d'une période de jeûne. Lors du traitement avec du saccharose, l'expression d' ARNm de quelques marqueurs lysosomaux semble légèrement augmenter mais aucune
différence n'est visible pour l'expression de SPG21. Pris ensemble, ces résultats suggèrent que la maspardine est une protéine associée à la membrane des lysosomes, notamment dans les cellules neuronales, et que sa présence à ce niveau est modulée par des signaux tels que l'accumulation d'une molécule non dégradée ou la diminution de la disponibilité en nutriments. Il sera intéressant, dans le futur, d'analyser le lien potentiel entre la maspardine et TFEB, qui est un facteur de transcription central dans l'adaptation du métabolisme cellulaire en fonction de la disponibilité en nutriments

la date de réponse	2018
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Michel Jadot (Promoteur) & Marielle Boonen (Copromoteur)