Academic literature on the topic 'Peptides de la matrice extracellulaire (MEC)'

Integrins are a family of cell-surface receptors intimately involved in the interactions of cells with their extracellular matrix. These receptors comprise an alpha and beta subunit in noncovalent association and many have been shown to recognize and bind an arginine-glycine-aspartate (RGD) sequence contained within their specific extracellular matrix ligand. Fibroblasts express integrin receptors belonging to two major subfamilies. Some of the members within the subfamily defined by beta 1 (VLA) are receptors for collagen but, perhaps surprisingly, the other major subfamily of integrins on fibroblasts--that defined by the alpha chain of the vitronectin receptor, alpha v--all appear to bind primarily vitronectin and/or fibronectin. In the present study we show that RGD-containing peptides expose cryptic binding sites on the alpha v-associated integrins enabling them to function as collagen receptors. The addition of RGD-containing peptides to fibroblasts cultured on type I collagen induced dramatic cell elongation and, when the cells were contained within collagen matrices, the peptides induced marked contraction of the gels. These processes were inhibited by Fab fragments of a monoclonal antibody against an alpha v integrin. Also, alpha v-associated integrins from cell lysates bound to collagen I affinity columns in the presence, but not in the absence, of RGD-containing peptides. These data suggest a novel regulatory control for integrin function. In addition, because the cryptic collagen receptors were shown to be implicated in the contraction of collagen gels, the generation of such binding forces suggests that this may be the major biological role for these integrins in processes such as wound healing.

Au cours du choc septique, le remplissage vasculaire corrige l’hypovolémie liée à la fuite capillaire, responsable de l’état de choc et de l’apparition progressive d’œdèmes généralisés. La fuite capillaire a longtemps été considérée comme principalement due à des modifications de l’endothélium vasculaire et du glycocalyx. Or, le rôle central du tissu interstitiel dans la régulation des échanges de fluides au cours de l’inflammation est décrit dans un nombre croissant d’études. En effet, la matrice extracellulaire (MEC) interstitielle permet de réguler finement la pression hydrostatique interstitielle par le biais de l’interaction des fibroblastes avec les fibres de collagène de la MEC. Sous l’action des médiateurs pro-inflammatoires lors d’une inflammation localisée, cette tension est relâchée brutalement ce qui entraine une baisse de la pression interstitielle, potentialisant de fait la formation d’œdème. Le rôle de l’interstitium au cours du sepsis est encore très mal connu, mais de nombreuses données semblent indiquer un rôle majeur dans la régulation de la filtration capillaire. L’interstitium a donc probablement un impact significatif dans la régulation de la balance hydrosodée, qui est un des enjeux fondamentaux pour la prise en charge du sepsis.

Diverses stratégies de fonctionnalisation de surface visent à améliorer la biocompatibilité des matériaux pour les dispositifs implantables, notamment en ingénierie tissulaire. Par exemple, le polydiméthylsiloxane (PDMS), bien qu’utilisé dans de nombreux domaines, présente des propriétés de surface défavorables à l’adhérence cellulaire. La fonctionnalisation par des protéines de la matrice extracellulaire (MEC) ou des peptides synthétiques dérivés de celles-ci permet d’améliorer l'adhérence des cellules. Bien que ces approches offrent certaines solutions, des défis tels que le coût de production et le contrôle de la présentation en 3D entravent leur manipulation. Pour répondre à ces défis, nous avons développé des particules pseudo-virales (VLPs) présentant des peptides bioactifs à leur surface. La protéine d’enveloppe CP3, dérivée du bactériophage à ARN AP205, a été modifiée génétiquement à ses extrémités N- et C-terminales pour produire des VLPs présentant des peptides d’adhésion (RGD et YIGSR) et ostéogéniques (BMP2). La bioactivité des VLPs a été testée sur du PDMS avec des cellules de myoblastes C2C12, montrant une stimulation de l'adhérence, de la migration, de la prolifération et de la différenciation cellulaires. Des VLPs hétéromériques co-exprimant les peptides RGD et YIGSR ou BMP2 ont montré une bioactivité combinée. Des comparaisons entre la fibronectine et les VLP-RGD ont révélé des similarités et des différences dans les interactions cellulaires et la formation des adhésions focales. Ces résultats démontrent que les VLPs d’AP205 peuvent servir de nano-plateformes de signalisation, avec des applications potentielles en nanomédecine et dans les biomatériaux
Scientists have explored various surface functionalization strategies to improve the biocompatibility of materials used in implantable devices, particularly in tissue engineering. For example, polydimethylsiloxane (PDMS), although used in many fields, has surface properties that are unfavorable for cell adhesion. Functionalization with extracellular matrix (ECM) proteins or synthetic peptides derived from ECM components improves cell adhesion. While these approaches offer some solutions, challenges such as production cost and control over 3D presentation limit their use. To overcome these challenges, we developed virus-like particles (VLPs) displaying bioactive peptides on their surface. The coat protein CP3, derived from the RNA bacteriophage AP205, was genetically modified at both its N- and C-termini to produce VLPs displaying adhesion peptides (RGD and YIGSR) and an osteogenic peptide (BMP2). The bioactivity of the VLPs was tested on PDMS with C2C12 myoblast cells, demonstrating enhanced cell adhesion, migration, proliferation, and differentiation. Heteromeric VLPs co-expressing RGD and YIGSR or BMP2 peptides showed combined bioactivity. By comparing focal adhesions formed by RGD VLPs and those formed by fibronectin, we elucidate both the similarities and the differences in cell interactions. These results demonstrate that AP205 VLPs can be used as nanoscale signaling platforms to stimulate multiple cell functions, with promising applications in nanomedicine and biomaterials

Le poumon, de part sa situation privilégiée à l'interface entre l'individu et l'environnement, est continuellement agressé. Les mécanismes de réparation tissulaire y sont donc particulièrement importants. Notre hypothèse est que la phase capitale de ré-épithélialisation par les pneumocytes de type II, au cours de la réparation pulmonaire, dépend étroitement des remaniements matriciels assurés par les protéases de la matrice extracellulaire, métalloprotéases et sérine-protéases. Nous avons montré que la dégradation du collagène de type I par les collagénases, et l'induction de la fibronectine et de PAl-1 par le KGF favorisaient la fermeture de blessures mécaniques de l'épithélium alvéolaire pulmonaire in vitro, en augmentant les capacités de migration des cellules en bordure de la blessure. L'ensemble de ces travaux mettent en évidence la place fondamentale occupée par les remaniements matriciels et les protéases matricielles lors des processus de réparation épithéliale pulmonaire
Due to its interface position between the body and the environment, the lung is permanently agressed. Thus, repair process are essential part of lung homeostasis. Our hypothesis is that re-epithelialization by type II pneumocytes is a crucial phase of lung repair, which depend on extracellular matrix remodelling proceedings by extracellular matrix proteases, i. E. Metallo and serine proteases. We demonstrated that proteolytic cleavage of type I collagen by collagenaes, and induction of fibronectin and PAI-l by KGF, enhanced wound closure of lung alveolar epithelial in vitro, by increasing cell motility functions. Altogether, these works demonstrated the crucial functions of extracellular matrix rentodelling and extracellular matrix proteaees during proceedings of lung epithelial repair

Afin d'approfondir les connaissances sur les proprietes fonctionnelles du recepteur de l'elastine au cours du vieillissement, nous avons etudie l'effet des peptides d'elastine au cours du vieillissement cellulaire in vitro, sur la biosynthese des proteoglycannes, la biosynthese de la fibronectine, la biosynthese du collagene, par des fibroblastes de peau humaine d'une femme de 34 ans en culture en passage jeune (p7), intermediaire (p15) et tardif (p25). Nos resultats revelent que les peptides d'elastine inhibent la biosynthese des proteoglycannes, et de la fibronectine. Cet effet s'attenue et disparait lorsque l'age in vitro des cellules augmente. Dans le cas du collagene, cette inhibition est dose-dependante et s'accompagne d'une augmentation du pourcentage d'hydroxylation du collagene au cours du vieillissement cellulaire in vitro. Dans la seconde partie de notre travail, nous avons etudie l'effet des peptides d'elastine sur la proliferation cellulaire au cours du vieillissement cellulaire in vitro. En effet, a faible concentration (1g/ml) et en presence de serum de veau ftal, ils sont capables de provoquer une stimulation de la proliferation cellulaire. Notre etude precise les modalites d'action des peptides d'elastine au cours du cycle cellulaire et montrent que les peptides d'elastine ont une propriete type facteur de progression mais qu'ils ont besoin de la presence d'elements du serum. Nous avons enfin voulu savoir quelle etait l'evolution du recepteur des peptides d'elastine au cours du vieillissement in vivo. En collaboration avec le service de geriatrie de l'hopital paul brousse de villejuif (94), nous avons realise une etude epidemiologique sur les proprietes fonctionnelles de ce recepteur chez des sujets ages atteints ou non de demence (demence senile de type alzheimer ou autres demences). Nous avons mesure les variations de la concentration de calcium intracellulaire libre dans les polymorphonucleaires neutrophiles apres addition de kappa-elastine ou de f-mlp. Nos resultats montrent que les pmn de personnes agees ne reagissent pas aux peptides d'elastine tandis que f-mlp provoque une augmentation transitoire de ca#+#+#i. L'ensemble de ces resultats met en evidence une perte de la sensibilite au cours du vieillissement cellulaire in vitro du recepteur aux peptides d'elastine. Les resultats obtenus in vivo sur des pmn de personnes agees abondent dans ce sens. Comme cela a ete demontre pour d'autres recepteurs, cette perte de la sensibilite du recepteur des peptides d'elastine peut etre due au decouplage du recepteur et de la proteine g impliquee dans le mecanisme de transduction

Actuellement, il est largement reconnu que la décision des cellules souches de maintenir leur caractère souche ou se différencier vers une lignée spécialisée dépend particulièrement de la nature de leur microenvironnement, appelé niche cellulaire. Une des composantes essentielles de cette niche cellulaire est la matrice extracellulaire (MEC), qui au-delà de sa fonction de support cellulaire, détermine le devenir des cellules souches en fonction de sa composition biochimique, sa structure et sa localisation. D’un point de vue rationnel, un biomatériau destiné à remplacer la fonction d’un tissu endommagé doit non seulement jouer le rôle d’échafaudage cellulaire mais également mimer les propriétés de la MEC dans son ensemble. Malheureusement, il est extrêmement difficile de concevoir des biomatériaux mimétiques de la MEC naturelle tenant compte de sa complexité structurelle et fonctionnelle. Pour pallier à cette problématique, il semble nécessaire d’effectuer un travail en amont de déconstruction/reconstruction de la complexité de la MEC en étudiant l’effet individuel puis combiné de ses propriétés sur la différenciation des cellules souches. Ce projet de doctorat rentre dans le cadre de ce travail et vise à déterminer le rôle spécifique ou concomitant de différentes propriétés inhérentes à la MEC sur la différenciation ostéoblastique des cellules souches mésenchymateuses humaines (hCSMs). En effet, nous avons évalué l’effet de la composition biochimique de la MEC et la distribution spatiale des ligands sur la différenciation des hCSMs, en fonctionnalisant la surface d’un matériau modèle avec les peptides RGD et/ou BMP-2, distribués d’une manière aléatoire ou structurée
Actually, it is well-established that maintaining the stemness character of stem cells or eliciting their lineage-specific differentiation is closely related to the nature of their microenvironment, known as stem cell niche. The extracellular matrix (ECM), a key component of stem cell niche, not only provides a support function for stem cells but also dictates their fate decision. From a rational point of view, a biomaterial intended to replace a damaged tissue should mimic the natural ECM in all its aspects, including its biochemistry, 3D structure, topography, porosity, rigidity…. etc. Unfortunately, the design of biomaterials that fully mimic the natural ECM is still a big challenge, due to its high structural and functional complexity. Towards the development of finely-tuned biomaterials, it seems important to start by deconstructing and then reconstructing the complexity of the ECM. In this context, the thesis project, herein, seeks to evaluate both the individual and the synergistic effect of different properties inherent to the natural ECM on human mesenchymal stem cells (hMSCs) osteogenic differentiation. Indeed, we investigated whether the biochemical composition of the ECM and the spatial distribution of its components modulate hMSCs osteogenesis. This was achieved by creating different artificial ECMs, in vitro, containing RGD and/or BMP-2 mimetic peptides, distributed randomly or as specific micropatterns on the surface of a model material

L'opacification de la capsule posterieure du cristallin ou cataracte secondaire, observee dans les annees qui suivent la chirurgie de la cataracte, est due a la migration et la proliferation des cellules epitheliales cristalliniennes (cec) sur la capsule posterieure. Le but de ce travail est d'etudier, les mecanismes impliques dans l'adhesion des cec, afin de trouver une molecule originale capable d'empecher l'adhesion, donc la proliferation de ces cellules. Parmi les differentes molecules d'adhesion, les integrines sont les principales structures qui participent aux interactions des cellules avec les matrices extracellulaires. La fibronectine ou la laminine, molecules matricielles, sont les ligands de ces integrines, avec comme principal site de reconnaissance le tripeptide arg-gly-asp (rgd). Des peptides contenant cette sequence rgd sont capables d'interferer avec l'adhesion. Nos differents resultats ont permis d'obtenir une molecule originale non peptidique le lcm 1910 qui contient la sequence rgd. Les resultats obtenus in vitro, sur l'inhibition de l'adhesion et de la proliferation des cec, nous ont permis d'utiliser le lcm 1910, in vivo, chez le lapin sur un modele de cataracte secondaire. Les premiers resultats sont tres encourageants puisque l'opacification de la capsule est ralentie de maniere significative par rapport aux temoins. Enfin, nous avons complete notre etude de l'adhesion des cellules epitheliales cristalliniennes, en analysant l'effet d'un facteur de croissance, l'insulin-like growth factor-i. L'incubation des cellules en presence de cette cytokine, a permis de demontrer une augmentation significative du nombre de sites de liaison a la fibronectine sur les cellules ainsi qu'une stimulation de leur adhesion. Ces travaux ont permis une meilleure connaissance des mecanismes qui conduisent a la cataracte secondaire et donc a une molecule qui previent et ralentit l'apparition de cette pathologie

Au cours du développement, la coordination des comportements cellulaires est essentielle à la formation d’organes complexes et fonctionnels. L’analyse de ces processus cellulaire est essentielle pour comprendre comment les tissues se forment au cours du développement. Pour ce faire, il est tout d’abord primordial d’identifier les gènes dont l’expression est corrélée avec chacun de ces processus cellulaires. Avec pour modèle la formation de l’épithélium dorsal (le notum) de la pupe de drosophile, mon travail de thèse a visé à identifier les mécanismes moléculaires qui gouvernent la régulation spatiale de la morphogenèse de l’échelle cellulaire à l’échelle de l’organisme. Dans un premier temps, j’ai mis en œuvre une analyse de transcriptomique spatiale qui m’a permis d’identifier de nouveaux gènes impliqués dans la morphogenèse du notum. Dans un second temps, j’ai développé un microscope confocal rotatif avec l’aide de la plateforme d’imagerie de l’Institut Curie. En appliquant cette nouvelle méthode au cours du développement de la pupe jusqu’au stade adulte, j’ai pu observer la morphogenèse de l’aile et du notum de manière simultanée. J’ai ainsi identifié un nouveau mouvement morphogénétique du notum entre 45-50 hAPF qui semble indépendant de la morphogenèse de l’aile dans le temps et dans l’espace. Enfin j’ai montré que ce mouvement est contrôlée par l’expression de sérine-protéases qui libèrent l’attachement de l’épithélium à la cuticule. Ce travail de thèse représente un apport important à une compréhension fine et intégrée de la régulation de la morphogenèse et de la coordination des dynamiques cellulaires au cours du développement
In order to achieve complex shapes during development, multicellular organisms need to coordinate cellular behaviors to form complex and functional organs. Identifying genes that are expressed in patterns that correlate with cellular processes is therefore primordial. Using the dorsal epithelium (the notum) of drosophila pupa as a model, my thesis aimed at uncovering the molecular mechanisms which control the spatial regulation of morphogenesis at the cell and tissue scale. First, I developed spatial transcriptomics which enabled the identification of new expression patterns involved in notum morphogenesis. Second, I developed, in collaboration with the imaging platform of Institut Curie, Rotating Sample Confocal Microscopy. Using this technique, I was able to simultaneously observe the morphogenesis of the notum, hinge and wing blade. This enabled the discovery of a new morphogenetic movement in the notum between 45-50hAPF. My results suggest that this extensive folding and elongation of the notum is independent of folding in the wing. Furthermore, I demonstrated that the expression of serine proteases regulate the attachment of the tissue to the cuticle which triggers the onset of the folding and determines the final shape of the tissue. Overall, this work increases our understanding of the spatial regulation of morphogenesis and contributes to the knowledge on how the extracellular matrix can regulate tissue shape

Bacillus subtilis est une bactérie à Gram positif ubiquitaire vivant dans différents environnements terrestres et aquatiques. Différents polymères extracellulaires entrant dans la composition de la matrice des biofilms à B. subtilis ont été décrits. Des polysaccharides sont à la base de ces propriétés mécaniques, la viscoélasticité étant modulée par la teneur du biofilm en différents polymères extracellulaires comme les protéines amyloïdes et l’ADN extracellulaire.L’objectif de ce travail était d’étudier le rôle des exopolymères dans les biofilms à B. subtilis en utilisant la souche type de l’espèce CIP52.65T et différentes autres souches sauvages, cliniques et mutantes. La composition de la matrice varie en fonction de la présence de saccharose dans le milieu de culture, ainsi les effets d’une supplémentation du milieu Trypticase Soja (TS) en saccharose (20% p/v) ont été étudiés sur la croissance planctonique, la production de polymères de matrice et la formation de biofilm pour toutes ces souches de B. subtilis. Enfin, parmi les protéines de la matrice, B. subtilis produit une protéine formant des fibres amyloïdes appelée TasA. Son rôle exact dans le biofilm reste encore mal connu. Le but de cette seconde étude était de mieux comprendre le mécanisme d'auto-assemblage de TasA et de comprendre son rôle dans la matrice. En regroupant toutes les caractérisations effectuées sur les biofilms et sur les peptides amyloïdes, la conception de matrice biomimétique a permis d’effectuer de première approche sur les propriétés mécaniques de celle-ci, en reproduisant des matrices artificielles à base d’exopolysaccharides (lévane), de peptides amyloïdes et d’ADN
Bacillus subtilis is a ubiquitous gram-positive bacterium that lives in different terrestrial and aquatic environments. Various extracellular polymers involved in the composition of the B. subtilis biofilm matrix have been described. Polysaccharides are the basis of these mechanical properties, the viscoelasticity being modulated by the content of the biofilm in different extracellular polymers such as amyloid proteins and extracellular DNA.The aim of this work was to study the role of exopolymers in B. subtilis biofilms using the type CIP52.65T strain and various other wild, clinical and mutant strains. The composition of the matrix varies according to the presence of sucrose in the culture medium, so the effects of supplementation of the medium Trypticase Soy (TS) sucrose (20% w/v) were studied on the planktonic growth, matrix polymer production and biofilm formation for all these B. subtilis strains. Finally, among the proteins in the matrix, B. subtilis produces an amyloid-forming protein called TasA. Its exact role in the biofilm remains poorly understood. The purpose of this second study was to better understand the self-assembly mechanism of TasA and to understand its role in the matrix. By grouping all the characterizations carried out on the biofilms and the amyloid peptides, the biomimetic matrix design made it possible to carry out a first approach on the mechanical properties of this one, by reproducing artificial matrices based on exopolysaccharides (levan), amyloid peptides and DNA

La @protéolyse de la matrice extracellulaire est une étape importante dans l'invasion tumorale et l'angiogénèse. Cette protéolyse matricielle est effectuée par de nombreuses enzymes. Sont particulièrement impliquées les métalloprotéinases matricielles et notamment les gélatinases (MMP-2 et MMP-9). Cette dégradation aboutit à la fragmentation des protéines matricielles pouvant donner de petits peptides possédant certaines activités biologiques (Matrikines). Ce travail s'est intéressé à la régulation de la gélatinase A ou MMP-2 par deux peptides issus de la thrombospondine-1 (GGWSHW) et de l'élastine (VGVAPG) dans l'invasion tumorale et l'angiogénèse. Un système de régulation par interaction avec la TSP-1 impliquant le récepteur LRP dans les cellules HT1080 issues de fibrosarcomes a été mis en évidence. En effet, il a été observé par résonance plasmonique de surface, une interaction entre la TSP-1 et le domaine CBD123 de la MMP-2. Cette interaction est inhibée par compétition en présence des séquences GGWSHWSPWSS et GGWSHW (motifs présents dans les domaines TSRs de la TSP-1), ce qui se traduit par une augmentation de la quantité et de l' activation de la MMP-2 dans les milieux conditionnés. Ceci a pour conséquence une augmentation de l'invasivité des cellules HT1080. Il a été également montré une régulation de l'expression et de l'activation de la MT1-MMP et de la MMP-2 par les peptides d'élastine dans le processus angiogénique. La présence de peptides d'élastine ou du peptide VGVAPG a pour effet d'engendrer une accélération du processus angiogénique faisant intervenir la MT1-MMP et la MMP-2. L'expression et l'activation de ces deux métalloprotéinases sont augmentées en présence de kappa élastine ou du peptide VGVAPG. Cet effet observé en présence des peptides d'élastine implique le récepteur S-Gal (EBP), en effet en présence de lactose, nous observons une inhibition totale du phénomène. Le contrôle de ces différents types de régulation apparaît comme une cible thérapeutique importante dans le traitement de diverses pathologies. Ces travaux montrent un rôle essentiel des Matrikines dans la régulation d'enzymes protéolytiques et plus particulièrement dans celle de la gélatinase A dans les modèles étudiés
Neoangiogenesis, the formation of new blood capillaries from preexisting vessels, plays an important role in a number of physiological and pathological processes, particularly in tumor growth and metastasis. Extracellular proteolysis by matrix metalloproteinases or other neutral proteinases is an absolute requirement for initiating tumor invasion and angiogenesis. Cryptic segments or preexisting domains within larger proteins, most of them belonging to the extracellular matrix, can be exposed by conformational changes and/or generated by partial enzymatic hydrolysis. They can positively or negatively regulate important functions of endothelial cells including adhesion, migration, proliferation, cell survival and cell-to-cell interactions. Such regulations by cryptic segments and proteolytic fragments led to the concept of matricryptins and matrikines, respectively. Matrix metalloproteinases and matrikines in conjunction with other pro -or anti- angiogenic factors might act in concert at any step of the angiogenesis process. A number of matrikines have been identified as potent anti-angiogenic factors, which could provide a new alternative to anti-proteolytic strategies for the development of anti-angiogenic therapeutic molecules aimed at inhibiting tumor growth and metastasis. Some of them are currently being investigated in clinical trials

Systemic lupus erythematosus (SLE) is a systemic autoimmune disease with various clinical manifestations. The hallmark of SLE is the presence of antibodies against nuclear constituents, such as double-stranded (ds)DNA, histones, and nucleosomes. Local deposition of antinuclear antibodies in complex with nuclear autoantigens induces serious inflammatory conditions that can affect several tissues and organs, including the kidney.The levels of antinucleosome and anti-dsDNA antibodies seem to correlate with glomerulonephritis and these autoantibodies can often be detected years before the patient is diagnosed with SLE. Apoptotic debris is present in the extracellular matrix and circulation of patients with SLE due to an aberrant process of apoptosis and/or insufficient clearance of apoptotic cells and apoptotic debris. The non-cleared apoptotic debris in patients with SLE may lead to activation of both the innate (myeloid and plasmacytoid dendritic cells) and adaptive (T and B cells) immune system. In addition to the activation by apoptotic debris and immune complexes, the immune system in SLE may be deregulated at the level of (a) presentation of self-peptides by antigen-presenting cells, (b) selection processes for both B and T cells, and (c) regulatory processes of B- and T-cell responses. Lupus nephritis may be classified in different classes based on histological findings in renal biopsies. The chromatin-containing immune complexes deposit in the capillary filter, most likely due to the interaction of chromatin with the polysaccharide heparan sulphate. A decreased renal expression of the endonuclease DNaseI further contributes to the glomerular persistence of chromatin and the development of glomerulonephritis.Current treatment of lupus nephritis is not specific and aims to reduce the inflammatory response with general immunosuppressive therapies. However, research has revealed novel potential therapeutic candidates at the level of dendritic cells, B cells, and T cells.