Academic literature on the topic 'Dégradation lysosomale'

Phagocytose et macroautophagie, appelée ici autophagie, sont deux mécanismes essentiels de dégradation lysosomale de divers cargos englobés dans des structures membranaires. Ils sont tous deux impliqués dans la régulation du système immunitaire et la survie cellulaire. Cependant, la phagocytose permet l’ingestion de matériel extracellulaire alors que l’autophagie dégrade des composants intra-cytoplasmiques, avec des mécanismes d’activation et de maturation différents. La LAP (LC3-associated phagocytosis) est une forme particulière de phagocytose qui utilise certains éléments de l’autophagie. Elle permet l’élimination de pathogènes, de complexes immuns, de cellules avoisinantes, mortes ou vivantes, constituant un danger pour l’organisme, et de débris cellulaires, tels que les segments externes des photorécepteurs (POS, photoreceptor outer segment), ou la pièce centrale du pont intercellulaire produit en fin de mitose. Les cellules ont ainsi « optimisé » leurs moyens d’éliminer les composés potentiellement dangereux en partageant certains éléments essentiels des deux voies de dégradation lysosomale.

La maladie de Morquio A, ou mucopolysaccharidose de type IV A (Morquio A syndrome, MPS IVA), est une maladie génétique rare ; multisystémique, et extrêmement invalidante. Elle est liée à un déficit enzymatique en N-acétylgalactosamine-6-sulfate sulfatase (GALNS), enzyme lysosomale responsable de la dégradation du kératane sulfate (KS) et de la chondroïtine-6-sulfate (C6S), éléments présents principalement dans le cartilage et la cornée. Cette maladie métabolique se manifeste principalement par une atteinte osseuse constante, sous forme d’une dysplasie spondylo-épi-métaphysaire progressive, et des complications ophtalmologiques, auditives et cardiaques plus modérées d’apparition tardive. Nous relatons le cas d’un enfant âgé de 8 ans qui présente cette pathologie, en étayant ses caractéristiques cliniques, et ses modalités thérapeutiques pluridisciplinaires.

The S cells within the tubules of the hepatopancreas in the terrestrial isopod Oniscus asellus show numerous infoldings of the plasma membrane, which are involved in the uptake of hemolymph proteins, and a lysosomal apparatus that ensures the breakdown of the ingested material. The catabolic process leads to an accumulation of wastes in the form of spherocrystals. The most important components of the spherocrystals are uric acid, copper sulfide, which we consider to originate in the breakdown of hemocyanin monomers, alkaline-earth phosphates, which could be produced by enzymatic activities, and zinc. Moreover, in the marine species Ligia oceanica a silver salt (sulfide?) is stored in the spherocrystals. The S cells function as a storage type of excretory system. Their role is similar to urate cells in arthropods, nephrocytes in insects, and pore cells in molluscs. In the latter, the storage of silver is important in marine environments only.

Les nanoparticules d'or possèdent des propriétés optiques uniques qui en font des outils prometteurs pour l'imagerie médicale, la thérapie ou le diagnostic. Toutefois, le cycle de vie de ces nanoparticules reste encore relativement mal connu à l'échelle cellulaire. A court terme, les nanoparticules sont internalisées par les cellules et séquestrées au sein des lysosomes, qui sont les compartiments intracellulaires chargés de la dégradation et du recyclage des composés endogènes défectueux ou exogènes. Nous avons concentré notre étude sur cette étape du cycle de vie des nanoparticules, et en particulier sur la dualité du lysosome et des nanoparticules qu'il contient. Dans un premier temps nous avons étudié ce système du point de vue du lysosome, et plus particulièrement l'impact des nanoparticules d'or sur son intégrité structurelle et fonctionnelle. Dans un second temps, nous avons considéré ce système du point de vue des nanoparticules elles-mêmes et de leurs biotransformations en milieu lysosomal. Dès leur séquestration dans le lysosome, les nanoparticules s'agrègent, ce qui module leurs propriétés optiques des nanoparticules d'or, et peut donc modifier leur potentiel médical. Afin de mieux comprendre cette première biotransformation, nous avons caractérisé la nature des agrégats formés au sein du lysosome, et mis en lumière le potentiel thérapeutique des agrégats de nanosphères, qui isolées sont jugées médicalement non pertinentes. Enfin, nous nous sommes intéressés au devenir des nanoparticules d'or dans des cellules sur une période de six mois. Nous avons démontré que, contrairement au credo scientifique jugeant que les nanoparticules d'or sont bio-inertes, celles-ci étaient dégradées in vitro. Ce phénomène a été observé des quelques jours, et est suivi d'une recristallisation de l'or libéré. L'analyse transcriptomique des voies biologiques activées au cours de cette biodégradation a permis d'identifier les composés biologiques impliquées dans cette transformation, mais aussi d'identifier des similitudes dans la réponse à aux nanoparticules d'or et à l'or ionique, suggérant qu'il existe un métabolisme commun à ces deux formes d'or. Cette analogie ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension du cycle de vie des nanoparticules mais aussi pour la thérapie. En conclusion, ce travail de thèse a permis de mettre en lumière de nouvelles étapes du cycle de vie des nanoparticules d'or, et d'en déduire de possibles voies thérapeutiques tirant partie de processus biologiques non exploités, tout en gardant en ligne de mire les questions toxicologiques liées aux nanomatériaux
Gold nanoparticles display unique optical properties, and are considered as promising devices for medical imaging, therapy and diagnostic. Nevertheless, nanoparticles life cycle is still poorly understood at the cellular range. On the short term, nanoparticles are internalized by cells and sequestrated into the lysosomes, which are the intracellular vesicles responsible for the degradation and recycling of damaged endogenous and exogenous compounds. We focus our study on this step of nanoparticle life cycle, and more precisely on the lysosome and its nanoparticles content. Firstly, we studied this system from the lysosome point of view, and the impact of gold nanoparticles on its structural and functional integrity. Secondly, we considered the nanoparticles point of view, and the biotransformation they undergo in the lysosome. Once sequestrated into the lysosome, nanoparticles aggregate which modulate their optical properties, and thus modify their therapeutic potential. In order to capture this first biotransformation, we characterized the nature of these intracellular aggregates, and highlight the therapeutic potential of gold nanosphere aggregates, while they are considered as medically irrelevant when dispersed. Finally, we focus our study on the fate of gold nanoparticles in cells during six months. We demonstrate that gold nanoparticles were degraded in vitro, despite the current dogma that assert that gold nanoparticles are bio-inert. This process was proven to take place within days, and to be followed by the recrystallization of released gold. Transcriptomics analysis of the biological pathways activated in this biodegradation reveals the biological actors involved in this transformation, and to identify similarities between the response to gold nanoparticles and ionic gold, suggesting a common gold metabolism. This analogy opens up new prospects for the understanding of gold nanoparticle life cycle, but also for therapy. To conclude, the work presented in this thesis put into light new steps in gold nanoparticles life cycle, that enable us to propose therapeutic strategy that take advantages from fortuitous phenomena, while keeping in mind nanotoxicological issues

Des mutations récessives de NBEAL2 ont été décrites chez des patients atteints du syndrome des plaquettes grises (SPG). Ce syndrome se caractérise par une macro-thrombopénie, avec des plaquettes dénuées de granules-alpha, conduisant à des troubles de la coagulation, souvent associés à une splénomégalie. Ainsi, NBEAL2 a un rôle crucial dans le trafic des granules-alpha plaquettaires. En outre, notre laboratoire a montré que les patients avec un déficit en NBEAL2 peuvent présenter des caractéristiques cliniques semblables aux syndromes lymphoprolifératifs auto-immuns ; suggérant un rôle de NBEAL2 dans l'homéostasie immunitaire et la tolérance. Une cohorte internationale plus large de patients SPG a confirmé et décrit de nouvelles anomalies immunitaires chez ces patients (maladies auto-immunes, autoanticorps, lymphopénies). Si le rôle de NBEAL2 dans le trafic des granules est souvent étudié, le mécanisme exact conduisant au développement des manifestations auto-immunes chez les patients SPG reste inconnu. NBEAL2 appartient à une famille de protéines, impliquées dans le trafic vésiculaire, et possédant toutes un domaine BEACH conservé. Dans cette famille de protéines à domaine BEACH, une des protéines les plus proche de NBEAL2 est LRBA. LRBA est impliqué dans le recyclage de CTLA-4, un checkpoint immunitaire inhibiteur. CTLA-4 joue un rôle crucial dans la régulation des réponses immunitaires et la tolérance. Des mutations récessives de LRBA conduisent à des caractéristiques cliniques semblables aux déficiences partielles en CTLA-4 : auto-immunité, infiltrations lymphocytaires et lymphopénie B progressive. En condition physiologique, LRBA empêche la dégradation lysosomale de CTLA-4 et permet son recyclage à la membrane plasmatique. Par analogie avec LRBA, nous avons étudié l'importance de NBEAL2 dans le trafic intracellulaire des checkpoints immunitaires et nous avons apporté un nouveau regard sur son rôle dans les lymphocytes. NBEAL2 est ainsi une protéine d'échafaudage, se liant à LRBA, et impliquée dans le trafic de CTLA-4 ainsi que le trafic vésiculaire en général. Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur la régulation de CTLA-4 dans les lymphocytes T activés, une nouvelle liste de partenaires pour la protéine NBEAL2 ainsi qu'un nouveau modèle pour le trafic vésiculaire dans lequel est impliqué NBEAL2. Enfin, une meilleure compréhension des mécanismes conduisant à l'auto-immunité chez les patients atteints du syndrome des plaquettes grises pourrait conduire à un diagnostic plus précoce et un traitement adapté
Recessive NBEAL2 mutations have been reported in patients with Gray Platelet Syndrome (GPS). This syndrome is characterized by a macro-thrombocytopenia, with platelets lacking alpha-granules, leading to bleeding disorders, often associated with splenomegaly. Thus, NBEAL2 plays a crucial role in the trafficking of alpha-granules in platelets. Moreover, our lab has also described NBEAL2 deficiencies in patients presenting clinical features of the autoimmune lymphoproliferative syndrome, suggesting a role of NBEAL2 in immune homeostasis and tolerance. A broader international cohort of GPS patients has been described, revealing immune system abnormalities (autoimmune diseases, autoantibodies, lymphopenia). If the role of NBEAL2 in the traffic of granules is often investigated, the exact mechanism leading to the development of autoimmune manifestations in GPS patients remains unknown. NBEAL2 belongs to a protein family involved in vesicular trafficking, all of which possess a conserved BEACH domain. Within this BEACH-domain containing proteins family, one of the closest members to NBEAL2 is LRBA. LRBA is involved in the recycling of CTLA-4, an inhibitory immune checkpoint. CTLA-4 plays a crucial role in the regulation of immune responses and tolerance. Recessive mutations of LRBA lead to similar clinical features as partial CTLA-4 deficiency: autoimmunity, lymphocytic infiltrations, and progressive B lymphopenia. Physiologically, LRBA prevents the lysosomal degradation of CTLA-4 and allows its recycling to the membrane. By analogy with LRBA, we investigated the importance of NBEAL2 in immune checkpoints intracellular trafficking and we brought new insights on its role in lymphocytes. Thus, NBEAL2 is a scaffold protein, binding LRBA, and involved in CTLA-4 trafficking as well as in vesicular trafficking in general. This work brings new knowledge to the regulation of CTLA-4 in activated T lymphocytes, a list of new partners for NBEAL2 protein and a new model of vesicular trafficking in which NBEAL2 is involved. Finally, a better understanding of the mechanisms leading to autoimmunity in patients with gray platelets syndrome could lead to better diagnosis and treatment management