Letteratura scientifica selezionata sul tema "Système endolysosomal"

La maladie d'Alzheimer (MA) est une pathologie complexe et multifactorielle pour laquelle il n'existe actuellement aucun traitement. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l'apparition et la progression de cette maladie, dont la cascade amyloïde, qui prédomine dans le domaine de la recherche depuis 30 ans. La voie amyloïdogène nécessite l'endocytose de la protéine APP dans les endosomes précoces où elle subit deux clivages protéolytiques, d'abord par la β-sécrétase pour produire le fragment C99, puis par la γ-sécrétase pour produire le peptide Aβ. L'une des hypothèses actuelles est que les anomalies de l'endocytose et le dysfonctionnement du système endolysosomal dans les neurones constitueraient un des mécanismes neuropathologiques précoces de la MA, bien avant la cascade neurotoxique générée par Aβ et les dépôts amyloïdes. Nous défendons l'hypothèse que des modifications de l'organisation membranaire, notamment au cours du vieillissement ou dues à des déséquilibres lipidiques, pourraient exacerber ou favoriser ces dysfonctionnements. Pour cette étude, nous avons utilisé un modèle de neuroblastome humain surexprimant la protéine mutante APPswe. Nous avons tout d'abord vérifié la présence d'anomalies endolysosomales typiques de la MA (endosomes hypertrophiés, trafic vésiculaire bloqué), auxquelles nous avons également associé une faible production d'exosomes, conditions de stress chronique que nous avons corrélées à la mort neuronale. Incriminant dans un premier temps une production continue d'Aβ dans ces cellules, nous avons cherché à réduire son impact en inhibant l'activité γ-sécrétase. Cela n'a pas amélioré le stress, mais l'a au contraire aggravé, ce qui nous a conduit à considérer que c'est le fragment C99 de l'APP, c'est-à-dire le substrat de la production d'Aβ, qui est le produit amyloïde central de la cascade neurotoxique observée dans les cellules surexprimant l'APP. Les effets délétères du C99 doivent se produire avant ceux de l'Aβ, expliquant la précocité connue des altérations endolysosomales. S'accumulant à la suite de l'inhibition de la γ-sécrétase, le fragment C99 interagit davantage avec la protéine Rab5, spécifique de l'endosome précoce. La maturation de cette dernière est ainsi empêchée, bloquant le trafic vésiculaire du système endolysosomal. Comme les interactions entre C99 et Rab5 se produisent au niveau de la membrane des endosomes, nous avons modifié la composition lipidique de la bicouche et exploré les conséquences sur ces interactions. À cette fin, nous avons traité des cellules SH-SY5Y-APPswe par de l'acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3), le principal acide gras polyinsaturé des membranes neuronales et connu pour ses propriétés neuroprotectrices contre le stress amyloïde et la MA. L'effet bénéfique attendu sur la survie neuronale a bien été observé, en parallèle au déblocage du trafic endolysosomal et à la production d'exosomes. Tous ces changements ont été corrélés à une dispersion entre C99 et Rab5 dans la membrane, suggérant que le traitement par le DHA a pu initier un remodelage membranaire. Ce remodelage peut conduire à une relocalisation des protéines, les endosomes pouvant alors échanger Rab5 contre Rab7 et évoluer en endosomes tardifs, levant ainsi le blocage initial. À notre connaissance, il s'agit de la première preuve que le DHA peut corriger un phénotype directement lié à la MA, mais sa capacité à remodeler la membrane neuronale a déjà été démontrée par notre équipe pour préserver la signalisation par le facteur neurotrophique CNTF dans le cerveau de souris âgées. Nous ignorons quels principes mécanistiques pourraient régir ces effets bénéfiques, certainement non spécifiques, mais nous supposons qu'en préservant l'organisation des membranes des neurones âgés ou soumis à un stress chronique, ils pourraient prévenir ou restaurer une partie des dommages subis, augmenter les chances de survie des neurones et ainsi ralentir le développement de la MA
Alzheimer's disease (AD) is a complex and multifactorial pathology for which there is no current treatment. Several hypotheses have been proposed to explain the onset and progression of this disease, including the amyloid cascade, which predominates the field of research for the past 30 years. The amyloidogenic pathway requires the endocytosis of the APP protein in early endosomes where it undergoes two proteolytic cleavages, first by β-secretase to produce the C99 fragment, and then by γ-secretase to produce the Aβ peptide. One of the current hypotheses is that abnormalities of endocytosis and dysfunction of the endolysosomal system in neurons would constitute one of the early neuropathological mechanisms of AD, well before the neurotoxic cascade generated by Aβ and amyloid deposits. We advocate the hypothesis that changes in membrane organization, particularly during aging or due to lipid imbalances, may exacerbate or promote these dysfunctions. For this study, we used a human neuroblastoma model overexpressing the mutant protein APPswe. We first verified the presence of typical AD endolysosomal abnormalities (enlarged endosomes, blocked vesicular trafficking), to which we also associated low exosome production, chronic stress conditions that we correlated with neuronal death. Initially incriminating continuously produced Aβ in these cells, we sought to reduce its impact by inhibiting γ-secretase activity. This did not ameliorate the stress, but instead aggravated it, leading us to consider that it is the C99 fragment of APP, i.e. the substrate of Aβ production, that is the central amyloid product in the neurotoxic cascade seen in APP-overexpressing cells. The deleterious effects of C99 must occur before those of Aβ, explaining the known precocity of endolysosomal alterations. Accumulating as a result of γ-secretase inhibition, the C99 fragment interacts further with the early endosome-specific Rab5 protein. Maturation of the latter is thus prevented, blocking vesicular trafficking of the endolysosomal system. As the interactions between C99 and Rab5 occur at the membrane level of endosomes, we have modified the lipid composition of the bilayer and explored the consequences on these interactions. For this purpose, we treated SH-SY5Y-APPswe cells with docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3), the major polyunsaturated fatty acid in neuronal membranes and known for its neuroprotective properties against Aβ toxicity and AD. The expected beneficial effect on neuronal survival was indeed observed, in parallel with the unblocking of endolysosomal trafficking and exosomal production. All these changes were correlated with a dispersion between C99 and Rab5 in the membrane, suggesting that DHA treatment may initiate membrane remodeling. This remodeling may lead to protein relocalization, whereby endosomes may exchange Rab5 for Rab7 to evolve into late endosomes, thereby overcoming the initial blockage. To our knowledge, this is the first evidence that DHA can correct a phenotype directly related to AD, but its ability to remodel the neuronal membrane was previously demonstrated by our team to preserve the neurotrophic CNTF signaling in the brain of aged mice. We do not know what mechanistic principles might govern these beneficial effects, which are certainly non-specific, but we assume that by preserving the organization of the membranes of aged or chronically stressed neurons, they may prevent or restore some of the damage suffered, increase the chances of neuronal survival and thus slow AD development

Alix est une protéine adaptatrice impliquée dans la régulation du système endolysosomal grâce à son interaction avec des protéines comme CIN85 et les endophilines, protéines participant à l'endocytose de récepteurs ou les protéines des complexes ESCRT nécessaires à la maturation des compartiments endosomaux, Alix pourrait également contrôler la mort neuronale en se fixant à la protéine ALG-2. Le but de mon projet de thèse a été de tester si Alix intervient dans la mort des motoneurones au cours du développement in vivo et de définir les mécanismes moléculaires sous-jacents. J'ai montré que l'expression d'une protéine tronquée, correspondant à la moitié C-terminale d'Alix (Alix-CT), protège les motoneurones cervicaux de la mort cellulaire programmée précoce (PCD). Cette protection dépend de la liaison d'Alix-CT à ALG-2 et à ESCRT-I mettant en évidence l'implication du complexe Alix/ALG-2 avec les protéines ESCRT dans la mort naturelle des motoneurones : Alix ferait le lien entre la voie endolysosomale et la machinerie de mort cellulaire. J'ai montré que la délétion du site de liaison à CIN85, connue pour participer à l'endocytose du récepteur au TNF, le TNFR1, dans Alix-CT, inhibe sa capacité protectrice sur la PCD. La suite de mon travail démontre qu'Alix fonctionne en aval de la signalisation du TNFR1 à la fois in vivo et in vitro. Alix/ALG-2 interagit avec le TNFR1 au niveau des endosomes et pourrait permettre la formation d'une plateforme d'activation de la caspase-8 qui serait recrutée au niveau des « endosome de mort » contenant le TNFR1.

Manipulation of host phosphoinositide lipids has emerged as a key survival strategy utilized by pathogenic bacteria to establish and maintain a replication-permissive compartment within eukaryotic host cells. The human pathogen, Legionella pneumophila, infects and proliferates within the lung’s innate immune cells causing severe pneumonia termed Legionnaires’ disease. This pathogen has evolved strategies to manipulate specific host components to construct its intracellular niche termed the Legionella-containing vacuole (LCV). Paramount to LCV biogenesis and maintenance is the spatiotemporal regulation of phosphoinositides, important eukaryotic lipids involved in cell signaling and membrane trafficking. Through a specialized secretion system, L. pneumophila translocates multiple proteins that target phosphoinositides in order to escape endolysosomal degradation. By specifically binding phosphoinositides, these proteins can anchor to the cytosolic surface of the LCV or onto specific host membrane compartments, to ultimately stimulate or inhibit encounters with host organelles. Here, we describe the bacterial proteins involved in binding and/or altering host phosphoinositide dynamics to support intracellular survival of L. pneumophila.