Добірка наукової літератури з теми "Héparane sulfates"

Les héparane sulfate protéoglycanes (HSPG) sont, comme l’ensemble des protéoglycanes (PG), constitués d’une partie protéique et d’un glycosaminoglycane (GAG), en l’occurrence l’héparane sulfate (HS) pour les HSPG. Ils font partie intégrante de la matrice extracellulaire (MEC). Les PG sont capables, par leurs GAG, de lier un certain nombre de partenaires tels que les facteurs de croissance, chemokines, cytokines ou enzymes. Ils régissent donc la biodisponibilité de nombreux médiateurs solubles et par conséquent leur activité biologique. Ils sont ainsi impliqués dans la régulation de nombreux processus tels que la prolifération, la différenciation, le remodelage tissulaire, l’angiogenèse... De plus, il a été démontré que la liaison de protéines possédant un site heparan binding (HB) avec l’HS des HSPG les protégent de la dégradation enzymatique. Cependant, les HSPG sont parmi les premiers composants de la MEC à être digérés par les héparanases cellulaires lors d’agressions tissulaires. Cette digestion rend les sites HB disponibles et les protéines sensibles à la dégradation protéolytique. C’est donc dans le but de protéger les HSBP (heparan sulfate binding protein) qu’a été développée la technologie des héparanes mimétiques (HM) qui vont se substituer aux HS dégradés sur les sites HB disponibles et protéger les protéines du milieu lésé. Ces HM, déjà utilisés comme agent thérapeutique de la MEC, sont désignés, dans cette utilisation, sous le sigle RGTA pour regenerating agent puisqu’ils augmentent la vitesse et la qualité de la réparation tissulaire, pouvant conduire à une véritable régénération des tissus. Lors du développement tumoral et métastatique, il a été démontré que l’activité enzymatique des héparanases est démultipliée, responsable d’une dégradation accrue des HS. Dans ce contexte, les HM vont pouvoir se fixer sur cette matrice lésée d’où l’idée de leur utilisation diagnostique en cancérologie. L’utilisation d’HM marqué (HM*) par un radioisotope tel que le fluor 18 (18F) et suivi par imagerie moléculaire TEP-Scan (tomographie par émission de positons associée au scanner) devrait permettre un marquage particulièrement efficace des matrices environnant les cellules tumorales et métastasées. Les HM* pourraient, en effet, cibler la MEC impliquée, par sa dégradation précoce, dans les processus de croissance et de dissémination tumorale et devenir un nouveau marqueur oncologique en imagerie moléculaire. A ce jour, parmi les différents marqueurs oncologiques étudiés, aucun ne s’adresse au compartiment matriciel. L’usage des HM* devrait ainsi permettre la détection des zones péri-tumorales et trouver une place dans le diagnostic précoce du cancer et son suivi thérapeutique
Heparan sulfate proteoglycans (HSPG), like all proteoglycans (PG), consisting of a protein portion and a glycosaminoglycan (GAG), heparan sulphate (HS) for HSPG. They are part of the extracellular matrix (ECM). PG are able, through their GAG, to bind a number of partners such as growth factors, chemokines, cytokines or enzymes. They regulate the bioavailability of many soluble mediators and thus their biological activity. They are thus involved in the regulation of many processes such as proliferation, differentiation, tissue remodeling, angiogenesis... In addition, it was shown that the binding of proteins having a heparan binding site (HB) with HS of HSPG protect them from enzymatic degradation. However, HSPG are among the first components of the ECM to be digested by heparanase during cellular tissue damage. This digestion makes HB sites available and proteins are sensitive to proteolytic degradation. It is in order to protect the HSBP (heparan sulfate binding protein) that was developed technology heparan mimetics (HM) that will replace the degraded HS on available HB sites and protect proteins of middle injured. These HM, already used as a therapeutic agent of the ECM, are identified in this use under the symbol RGTA for regenerating agent because they increase the speed and quality of the tissue repair, potentially leading to a true tissue regeneration. During tumor development and metastasis, it has been shown that the enzymatic activity of heparanase is multiplied, leading to an increased degradation of HS. In this context, the HM will be able to fix this matrix injured hence the idea of their diagnostic use in oncology. Using labeled HM (HM*) with a radioisotope such as fluorine-18 (18F) and followed by molecular imaging PETScan (positon emission tomography with scanner associated) should allow a particularly efficient marking of the matrix surrounding metastatic and tumor cells. HM* could indeed target ECM involved, through its early degradation in the processes of tumor growth and tumor spread and become a new marker oncology in molecular imaging. To date, among the various studied cancer markers, none address the matrix compartment. The use of HM* should allow the detection of peri-tumor and find a place in the early diagnosis of cancer and the therapeutic monitoring

Les tauopathies regroupent plusieurs maladies neurodégénératives qui incluent la maladie d'Alzheimer et la démence fronto-temporale. La caractéristique majeure de ces maladies est l'hyperphosphorylation et l'agrégation de la protéine tau. La physiopathologie de ces maladies demeure très mal connue et, à ce jour, il n'existe pas de traitements permettant de prévenir, ni même de ralentir l'évolution de ces pathologies. Plusieurs travaux indiquent que les héparanes sulfates, des chaînes polysaccharidiques sulfatées fixées à des noyaux protéiques, jouent un rôle important dans l'hyperphosphorylation de la protéine tau. Toutefois, la nature des héparanes sulfates impliqués dans ces processus et la fonction exacte de ces molécules dans la pathogenèse des tauopathies demeure inconnue. Le but de ma thèse était de contribuer à élucider le rôle des héparanes sulfates dans les tauopathies. Mon travail de thèse est basé sur l'utilisation d'une lignée transgénique de poisson zèbre, la lignée Tg[HuC::hTauP301L/DsRed] qui exprime une forme mutée de la protéine tau humaine portant la mutation P301L responsable de la démence fronto-temporale avec syndrome parkinsonien liée au chromosome 17. Cette lignée transgénique reproduit une des principales caractéristiques physiopathologiques des tauopathies, l'hyperphosphorylation anormale de la protéine tau. Pendant la première partie de ma thèse, j'ai participé à un travail qui avait pour objectif d'étudier le rôle d'une enzyme impliquée dans la synthèse des héparanes sulfates, la 3-0- sulfotransferase-2, dans l'hyperphosphorylation anormale de la protéine tau. En utilisant une approche génétique, l'inactivation de la 3-O-sulfotransferase-2 par l'injection de morpholino¬oligonucléotides antisens dans des embryons de la lignée Tg[HuC::hTauP301L/DsRecl], j'ai montré que cette enzyme et, par conséquent, les héparanes sulfates avec des résidus sulfatés en position 3 de glucosamine, jouaient un rôle important dans l'hyperphorylation pathologique de la protéine tau. En effet, l'inactivation partielle de la 3-O-sulfotransferase-2 chez ces embryons Tg[HuC::hTauP301L/DsRed] induit une diminution de près de 60% de l'accumulation des formes hyperphosphorylées de tau. Comme ces travaux suggèrent que les héparanes sulfates pourraient être une cible thérapeutique pour le traitement des tauopathies, y compris la maladie d'Alzheimer, dans la deuxième partie de ma thèse, j'ai étudié les effets de petites molécules antagonistes des héparanes sulfates sur l'hyperphosphorylation anormale de la protéine tau. J'ai ainsi montré que l'administration de deux molécules antagonistes des héparanes sulfates, le surfen et l'oxalyl-surfen, diminuaient très significativement l'hyperphorylation de la protéine tau dans les embryons Tg[HuC::hTauP301L/DsRed]. En plus de la diminution de l'hyperphosphorylation de la protéine tau, ces molécules sauvent partiellement les défauts d'élongation et de fasciculation des axones des motoneurones provoquée par l'expression de la protéine tau humaine mutée. L'ensemble de ces résultats qui ont permis de mettre en évidence l'importance des héparanes sulfates dans la physiopathologie des tauopathies, ouvre des perspectives intéressantes pour le traitement des tauopathies et de la maladie d'Alzheimer
Tauopathies are a class of neurodegenerative diseases that include Alzheimer's disease and frontotemporal dementia. A cardinal feature of tauopathies is hyperphosphorylation and aggregation of tau protein in brain. The pathophysiology of tauopathies is poorly understood, and to date there is no measure to prevent or even slow the progression of disease. -Several studies indicate that heparan sulfates (polymers of sulfated polysaccharides attached to a core protein) play a significant role in tau hyperphosphorylation, but the nature of the heparan sulfates involved in the pathological processes and their precise function in the pathogenesis of tauopathy remains unknown. The aim of my thesis was to shed light on the role of heparan sulfates in tauopathies. For my work, I used the transgenic zebrafish line Tg[HuC::hTauP301L/DsRed] that expresses the human tau protein carrying the P301L mutation responsible for frontotemporal dementia and parkinsonism linked to chromosome 17. This transgenic line reproduces an important pathophysiological feature of tauopathies: abnormal hyperphosphorylation of the tau protein. In the first part of my thesis, I participated in research designed to investigate the role of 3-O-sulfotransferase-2 (an enzyme involved in the synthesis of heparan sulfate) in tau hyperphosphorylation, using the Tg[HuC::hTauP301L/DsRed] line. With a genetic approach,. Ie. Inactivation of 3-0- sulfotransferase-2 by injection of antisense morpholino oligonucleotides in Tg[HuC::hTauP301L/DsRed] embryos, I have shown that this enzyme (and therefore the heparan sulfates with sulfated residues in position 3 of glucosamine) play a key role in pathological tau hyperphosphorylation. Indeed, partial inactivation of the 3-0- sulfotransferase-2 in these embryos induces a 60% decrease in the accumulation of hyperphosphorylated forms of tau. This work points to heparan sulfates as a candidate therapeutic target for the treatment of tauopathies, including Alzheimer's disease. In the second part of my thesis, I worked on finding small molecule antagonists of heparan sulfates capable of inhibiting the abnormal hyperphosphorylation of tau protein. I discovered that two heparan sulfate antagonist molecules (surfen and oxalyl-surfen) not only significantly decrease tau hyperphosphorylation in Tg[HuC::hTauP301L/DsRed] embryos but can also partially rescue the axonal defects and fasciculation of primary motor neurons caused by expression of the mutated human tau. Taken together, my findings highlight the key role of heparan sulfate in the pathophysiology of tauopathies, and open promising perspectives in the search for therapeutic strategies for tackling these disorders

Les héparanes sulfates (HS) sont produits sous la forme d’un précurseur non sulfaté, qui subit ensuite une phase de maturation catalysée par plusieurs sulfotransférases. Une fois synthétisés, ils peuvent subir une dernière modification par les Sulfs, des 6-O-endosulfatases sécrétées. Ces modifications n’ont pas lieu uniformément sur le polymère : il en résulte une large diversité structurale, ce qui va influencer la fixation et les fonctions de nombreux ligands protéiques. Des études récentes ont mis en exergue l’implication des HS dans la régulation de la réponse inflammatoire. Toutefois, les mécanismes qui contrôlent l’expression de leurs enzymes de modification ont été peu étudiés. Dans ce contexte, mon travail de thèse a porté sur l’influence des conditions inflammatoires sur la machinerie de biosynthèse des HS. La première partie a été consacrée à l’étude des variations d’expression des 3-O-sulfotransférases (3-OSTs) dans les monocytes. Nous avons montré que la 3-OST3B est augmentée de façon précoce en réponse à des agonistes des TLRs et au TNF-α, puis son expression est stabilisée par des mécanismes post-transcriptionnels. Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai étudié la régulation de la 6-O-sulfatation des HS. Alors que l’expression des 6-O-sulfotransférases ne varie pas en réponse à des stimuli inflammatoires, Sulf-1 est fortement induite dans des fibroblastes stimulés par le TNF-α. La forte expression s’accompagne d’une diminution des HS 6-O-sulfatés et est corrélée à la désensibilisation des cellules au FGF-1. Ces résultats suggèrent que la 3-OST3 et Sulf-1, en modifiant la structure des HS, participent à la régulation de la réponse inflammatoire
Heparan sulfates (HS) are produced from a non-sulfated precursor, which is then subjected to the actions of several sulfotransferases. Thereafter, HS can undergo a last modification catalyzed by secreted 6-O-endosulfatases named Sulfs. These modifications do not take place uniformly in the same chain, resulting in a complex organization that influences the functions of many binding proteins. Recent works have highlighted the involvement of HS in the regulation of the inflammatory response. However, little is known about the mechanisms that regulate the expression of HS-modifying enzymes. Thus, my thesis focused on the regulation of the HS biosynthetic machinery in response to inflammatory stimuli. In the first part, I studied the variations of expression of 3-O-sulfotransferases (3-OSTs) in monocytes. This study showed that 3-OST3B was rapidly up-regulated in response to TLR agonists and TNF-α. Thereafter, the high level of expression was stabilized by post-transcriptional mechanisms. The second part of my thesis was dedicated to the regulation of HS 6-O-sulfation. Although the expression of 6-O-sulfotransferases was not modified in response to inflammatory stimuli, the expression of Sulf-1 was strongly induced in fibroblasts exposed to TNF-α. The high expression of Sulf-1 was accompanied by a decrease in the rate of 6-O-sulfated HS and by the desensitization of fibroblasts to FGF-1. Altogether, these results suggest that 3-OST3B and Sulf-1 could participate in the regulation of the inflammatory response by modifying HS structure

L’entrée du virus de l’hépatite C (VHC) dans les hépatocytes est un événement multi-étapes complexe, impliquant un certain nombre de facteurs cellulaires. Elle est initiée par la fixation des particules virales sur des structures d’héparanes sulfates (HS) présentes à la surface de l’hépatocyte. Cette étape initiale reste cependant peu comprise. En effet, en raison de l’interaction de la particule virale du VHC avec des lipoprotéines, la contribution exacte des différents composants du virion à cette interaction reste controversée. Au cours de cette thèse, nous avons étudié le rôle potentiel de protéines d'enveloppe du VHC et de l'apolipoprotéine E dans l'étape de liaison aux HS. Nous avons d’abord montré que la délétion de la région hypervariable 1 (HVR1), une région précédemment proposée pour participer à l’interaction avec les HS, n'avait aucun effet sur la liaison du virion aux HS, indiquant que cette région n'est pas impliquée dans cette interaction. Nous avons également utilisé des anticorps monoclonaux neutralisants reconnaissant différentes régions des glycoprotéines d'enveloppe du VHC dans un test de compétition utilisant des billes d’agarose couplées à l’héparine, un homologue structural des HS, pour précipiter le virus. Bien que les glycoprotéines d’enveloppe du VHC dissociées de la particule virale interagissaient avec l'héparine, aucun de ces anticorps n’était capable d'interférer avec l'interaction entre la particule virale et l’héparine, suggérant fortement que les glycoprotéines d'enveloppe du VHC présente à la surface des virions ne sont pas accessibles pour interagir avec les HS. En revanche, nos résultats d’études cinétiques, d’interaction avec l’héparine ainsi que les expériences d'inhibition avec des anticorps anti-apolipoprotéine E indiquent que cette apolipoprotéine joue un rôle majeur dans l'interaction initiale entre le VHC et les HS. Enfin, la caractérisation des déterminants structuraux des HS nécessaires à l'infection par le VHC, à l’aide d’ARN interférents ciblant des enzymes impliquées dans la voie de biosynthèse des HS et par compétition avec des héparines modifiées, indique que la N-sulfatation et la 6-O-sulfatation sont nécessaires pour l’initiation de l'infection par le VHC. Par contre la 2-O-sulfatation n’est pas indispensable pour l’étape d’entrée cellulaire du VHC. Enfin, nous avons également montré que la taille minimale des oligosaccharides d’HS requise pour l'infection par le VHC est un decasaccharide. En conclusion, l’ensemble de ces données indique que le VHC détourne l'apolipoprotéine E pour initier son interaction avec des structures d’HS spécifiques
Hepatitis C virus (HCV) entry into hepatocytes is a complex multistep process involving a series of cellular factors. HCV entry is initiated by the binding of viral particles to cell surface heparan sulfate (HS) structures. However, due to the lipoprotein-like structure of HCV, the exact contribution of virion components to this interaction remains controversial. Here, we investigated the relative contribution of HCV envelope proteins and apolipoprotein E in the HS-binding step. Deletion of hypervariable region 1, a region previously proposed to be involved in HS-binding, did not alter HCV virion binding to HS, indicating that this region is not involved in this interaction. Neutralizing monoclonal antibodies recognizing different regions of HCV envelope glycoproteins were also used in a pull-down assay with beads coated with heparin, a close HS structural homologue. Although isolated HCV envelope glycoproteins could interact with heparin, none of these antibodies was able to interfere with virion-heparin interaction, strongly suggesting that, at the virion surface HCV envelope glycoproteins are not accessible for HS binding. In contrast, results from kinetic studies, heparin pull-down and inhibition experiments with anti-apolipoprotein E antibodies indicate that this apolipoprotein plays a major role in HCV-HS interaction. Finally, characterization of HS structural determinants required for HCV infection by silencing enzymes involved in the HS biosynthesis pathway and by competition with modified heparin indicated that N- and 6-O-sulfation but not 2-O-sulfation are required for HCV infection, and that the minimum HS oligosaccharide length required for HCV infection is a decasaccharide. Together, these data indicate that HCV hijacks apolipoprotein E to initiate its interaction with specific HS structures

Le virus Nipah (NiV) est un Paramyxovirus zoonotique hautement pathogène, porté par les chauves-souris frugivores, qui a émergé en 1998 en Malaisie. Les épidémies liées à ce virus encéphalitogène continuent de se succéder en Inde et au Bangladesh avec une mortalité pouvant dépasser les 90%. Devant l’absence de traitement et de vaccin, le NiV a été placé parmi les pathogènes de classe 4 requérant le plus haut niveau de biosécurité pour sa manipulation. L’étude des interactions entre le virus et les cellules du sang nous a permis de montrer que le NiV utilise les héparanes sulfates présents sur les leucocytes pour s’accrocher et se disséminer dans l’organisme et atteindre les cellules endothéliales. L’héparine inhibe ce processus ainsi que l’infection in vitro et in vivo mettant en avant une perspective de traitement applicable dans les pays émergents. Par ailleurs, l’analyse transcriptomique des cellules endothéliales infectées par le NiV a révélé l’implication de chimiokines dans la pathogenèse. CXCL10 apparaît en effet comme un marqueur voir une cible dans le cadre du développement de l’encéphalite virale, et l’interféron type 1 comme l’un des facteurs essentiels de la résistance des souris au NiV. Enfin, j’ai montré que la protéine non structurale C du NiV joue un rôle essentiel dans sa virulence, en atténuant la réponse interféron, en perturbant la réponse chimiokine lors de l’infection et en intervenant dans le maintien de la balance génome / antigénome lors du cycle réplicatif viral. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de la pathogenèse du NiV et ouvrent de nouvelles perspectives de traitement contre ce virus zoonotique très dangereux pour l’homme
Nipah virus (NiV) is a highly pathogenic zoonotic Paramyxovirus that emerged in 1998 in Malaysia from frugivorous bats. The outbreaks of this encephalitic virus still occur annually in India and Bangladesh with the mortality rate reaching up to 90%. The lack of an effective vaccine or treatment limits experimentation with live virus to specially equipped BioSafety Level 4 laboratories. Studies of the interaction between the virus and blood cells revealed that NiV uses Heparan sulfates to stick on the surface of leukocytes for its dissemination within the host and reach endothelial cells. Heparin provided de possibility to inhibit this mechanism of transinfection, such as the infection in vitro and in vivo, opening new perspectives of low cost treatment for emerging countries. Then, transcriptomic analysis of NiV infected endothelial cells revealed the importance of cytokine in the pathogenesis. While CXCL10 appears as a good marker of encephalitis, interferon type 1 explains why mice are resistant to the infection with NiV. Finally, we show the essential role of the non structural C protein of NiV in its virulence, by limiting the interferon response, unbalancing the chemokine response during the infection and through the regulation of the genomic/antigenomic balance during the viral replication cycle. These results shed new light on NiV related pathogenesis and open new perspectives of treatment against this highly lethal zoonotic virus

Nous avons étudié les effets d'un polymère de dextrane, le CMDBS K, connu pour protéger, stabiliser et potentialiser les effets d'un Heparin-Binding Growth Factor (le basic Fibroblast Groth Factor), sur la cicatrisation d'une lésion osseuse crânienne standardisée chez le rat. L'étude préliminaire a permis de mettre en évidence les caractéristiques morphologiques de la cicatrisation d'un modèle. L'expérimentation a été scindée en 2 parties afin d'évaluer d'une part l'effet-temps et l'effet-dose du CMDBS K sur la cicatrisation osseuse, et d'autre part l'effet sur la revascularisation. Cette évaluation a été réalisée aux moyens de techniques histo-enzymatiques (bleu de toluidine et activité phosphatase alcaline), de marquages fluorescents et de microradiographies. Les résultats de cette étude montrent que le CMDBS K : augmente le pourcentage de formation osseuse dans le lésions et accélère sa minéralisation, en potentialisant le recrutement et/ou la différenciation de cellules ostéogénitrices en relation avec la dure-mère et le sinus sagittal médian, démontre une plus grande efficacité à la concentration de 40μg/ml, permet la formation de nodules osseux de novo de part et d'autre du sinus saggital dès 7 jours, induit une prolifération vasculaire plus intense et plus rapide. L'ensemble de ces résultats met en évidence l'effet du CMDBS K dans l'amplification des réponses cellulaires et vasculaires dans les phases initiales de la cicatrisation, qui aboutit à une formation osseuse plus importante plus importante et plus précoce que dans les lésions témoins.

L'héparine (HP) et les héparane sulfates (HS) sont des polysaccharides sulfatés linéaires qui jouent divers rôles biologiques, notamment dans la croissance cellulaire, l'adhésion, la reconnaissance virale et la métastase du cancer. Leur variété moléculaire et leur motif de sulfatation contribuent à leur polyvalence biologique. Par ailleurs, leur flexibilité conformationnelle a été étudiée par des méthodes telles que la cristallographie aux rayons X et la RMN. Malgré des avancées, interpréter ces caractéristiques reste difficile, surtout pour de longs saccharides. Cette thèse propose l'utilisation de la RMN paramagnétique, notamment des déplacements de pseudo-contacts (PCS), dans l’étude conformationnelle des molécules d’HS. Les résultats obtenus sur un octasaccharide d'HS, montrent une corrélation entre les PCS expérimentales et les simulations de dynamique moléculaire, suggérant des conformations spécifiques des motifs IdoA. Ces découvertes élargissent les applications de la RMN paramagnétique, ouvrant la voie à une analyse approfondie des interactions protéine-polysaccharide
Heparin (HP) and heparan sulfates (HS) are linear and sulfated polysaccharides that play various biological roles, including cell growth, adhesion, viral recognition, and cancer metastasis. Their molecular diversity and sulfation pattern contribute to their biological versatility. Furthermore, their conformational flexibility has been studied through methods such as X-ray crystallography and NMR. Despite advancements, interpreting these features remains challenging, especially for long saccharides. This thesis proposes the use of paramagnetic NMR, particularly pseudo-contact shifts (PCS) measurements, in studying the conformation of HS molecules. Results obtained on an HS octasaccharide show a correlation between experimental PCS and molecular dynamics simulations, suggesting specific conformations of IdoA motifs. These findings expand the applications of paramagnetic NMR, paving the way for a thorough analysis of protein-polysaccharide interactions

Les héparanes sulfates (HS) sont des polysaccharides linéaires dont l’état de sulfatation détermine les propriétés biologiques. La dernière étape de leur maturation est catalysée par les HS 3-O-sulfotransférases (HS3STs), qui sont représentées par sept isoenzymes. La fonction de ces enzymes dans la progression tumorale reste controversée. C’est dans ce contexte que nous avons étudié leur rôle en utilisant la lignée de cancer du sein MDA-MB-231.Nous avons montré que l’expression transitoire des HS3ST2, 3B et 4 augmente la prolifération et la survie des cellules, ce qui est associé à une suractivation de Src et Akt. En complément, nous avons observé une augmentation de l’activation de la voie NF-κB et de l’expression de protéines anti-apoptotiques. Ces réponses ont été corrélées à une résistance accrue des cellules transfectées à la mort induite par des stimuli pro-apoptotiques ou par les cellules NK. Ces premiers résultats suggèrent que les HS 3-O-sulfatés pourraient avoir un rôle protecteur contre le système immunitaire. La neuropiline-1 a récemment été décrite comme un ligand des HS 3-O-sulfatés. Nous avons donc poursuivi notre étude en analysant le rôle de ce co-récepteur dans des cellules exprimant stablement la HS3ST3B. L’invalidation d’expression de la neuropiline-1 réduit la prolifération et la survie des cellules transfectées, ainsi que l’activation de Src et Akt. Ces derniers résultats suggèrent que les propriétés pro-tumorales des HS modifiés par la HS3ST3B sont dépendantes de leur interaction avec la neuropiline-1. Dans leur ensemble, nos travaux suggèrent que l’expression de certaines HS3STs dans les cellules cancéreuses pourrait être de mauvais pronostic
Heparan sulfate (HS) is a linear polysaccharide in which the sulfation pattern determines the biological properties. The last step of HS maturation is catalyzed by the HS 3-O-sulfotransferases (HS3ST), which are represented by seven isozymes. The functions of HS3STs in cancer progression are still controversial. In this context, we focused our investigations on the roles of these enzymes in MDA-MB-231 breast cancer cells. First, we found that transient expression of HS3ST2, 3B and 4 enhanced their proliferation and survival. It turns out that these effects are related to an increase in the activation of Src and Akt. Complementary to this, we observed an increase in the activation of the NF-κB pathway and the expression of anti-apoptotic proteins. In line with these findings, we showed that HS3ST-transfected cells were more resistant to cell death induced by pro-apoptotic stimuli or NK cells. These results suggest that, in addition to increasing cellular growth, 3-O-sulfated HS can also protect cancer cells against the immune system. Neuropilin-1 was recently described as a preferential ligand of 3-O-sulfated HS. Thus, we investigated the role of this co-receptor in MDA-MB-231 cells that carry a stable expression of HS3ST3B. We demonstrated that silencing neuropilin-1 resulted in reduced proliferation and survival, which was associated with a strong decrease in Src and Akt activation. These last results support a model in which HS3ST-modified HS may display tumor-promoting functions through the interaction with neuropilin-1. Overall, our findings suggest that the expression of certain HS3STs in cancer cells could be associated with a bad prognosis

L’ischémie se définit par la réduction de la lumière d’un vaisseau, ce qui provoque dans les tissus une baisse du flux sanguin, et une hypoxie locale. Pour lutter contre l’ischémie, différentes thérapies pro-angiogéniques ont été développées afin de stimuler la formation de nouveaux vaisseaux à partir des vaisseaux préexistants. Durant ma thèse j’ai étudié l’effet pro-angiogénique du fucoïdane, un polysaccharide sulfaté provenant de l’algue brune, qui est un mimétique de glycosaminoglycanes (GAGs). Nous avons choisi le fucoïdane de bas poids moléculaire (LMWF), qui a une bonne affinité pour des facteurs pro-angiogéniques(VEGF, SDF-1/CXCL12). Puis, nous avons analysé son effet dans les cellules endothéliales humaines (HUVEC). Nos résultats montrent que LMWF est internalisé par les HUVEC en 2h par la voie d’endocytose clatherine-dépendante. De plus, LMWF stimule la viabilité, la migration des HUVEC et la formation de réseaux vasculaires. Nous avons démontré par la suite qu’en absence de GAGs sur les HUVEC, le LMWF garde toujours son potentiel pro-angiogénique. Nous avons mis en évidence que l’exostosine-2(EXT-2), l’héparanase (HPSE) et le syndécane-4 (SDC-4), sont impliqués dans l’effet pro-angiogénique du LMWF, puisque quand nous inhibons leurs expressions par ARN interférence, le pouvoir pro-angiogénique du LMWF est diminué. Nous avons démontré,dans le modèle d’hyperplasie intimale chez le rat, que le LMWF a un effet opposé sur l’expression des SDC. En effet, le LMWF induit l’expression du SDC-1 et diminue celle duSDC-4 dans la néo-intima. Nos données indiquent que l'EXT2, l'HPSE et le SDC-4 sont impliqués dans les effets pro-angiogéniques du LMWF, suggérant que les changements du métabolisme des HS liés à l'angiogenèse induite par le LMWF offrent la possibilité d'une nouvelle approche thérapeutique pour le traitement des maladies ischémiques
Induction of angiogenesis is a potential treatment for chronic ischemia. In this study we propose the analysis of pro-angiogenic treatment with fucoidan, sulfated polysaccharide from brown seaweeds, which act as glycosaminoglycans mimetics. Herein we used the low molecular weight fucoidan (LMWF), which presents a good affinity for pro-angiogenic factors(VEGF, SDF-1/CXCL12). The LMWF was mainly internalized through human vascular endothelial cell (HUVEC) clathrin-dependent endocytosis (in 2h) in which GAGs were partially involved. Our results showed that LMWF induced migration and angiogenesis in HUVEC. Interestingly, in a GAG-free HUVECs model, LMWF still kept a pro-angiogenic potential. In addition, we reported the implication of two heparan sulfate (HS) metabolism enzymes, exostosin-2 (EXT2) and heparanase (HPSE), and syndecan-4 (SDC-4) in LMWF induced angiogenesis. LMWF-treated and EXT2- or HPSE-siRNA-transfected cells shows that EXT2 or HPSE expression significantly affects the LMWF pro-angiogenic potential. In addition, LMWF increased SDC-1, but decreased SDC-4 expression. We studied the LMWF implication in SDC-1 and SDC-4 expression in rat model of intimal hyperplasia after balloon injury. Our results showed that LMWF treatment of injured artery increased SDC-1 expression, but decreased SDC-4 expression in the neointima layer. Our data indicate that EXT2, HPSE, and SDC-4 are involved in the pro-angiogenic effects of LMWF, suggesting that the HS metabolism changes linked to LMWF-induced angiogenesis offer the opportunity for new therapeutic approach for ischemic diseases treatment

Les glycosaminoglycanes (GAG) forment une famille de polysaccharides linéaires retrouvés dans tous les tissus, au niveau des matrices extracellulaires et des surfaces cellulaires. Les héparanes sulfates (HS) sont des membres importants de cette famille et sont liés à une protéine dite cœur pour former ensemble le protéoglycane (PG). Selon le tissu et la nature de la protéine cœur, les HS, composés d'unités disaccharidiques de N-acétylglucosamine (GlcNAc) et d'acide glucuronique (GlcA) [-4GlcAβ1-4GlcNAcα1-] vont subir de nombreuses modifications. En effet, les HS sont modifiés par différentes sulfatations au niveau des deux oses et une épimérisation de l'acide glucuronique en acide iduronique (IdoA). Les différentes structures saccharidiques élaborées vont pouvoir être alors interagir avec une très grande quantité de protéines et jouer des rôles divers dans l'inflammation, la prolifération cellulaire, l'angiogenèse, la réponse immunitaire, l'attachement viral…L'étude de la structure des HS, du fait de la nature flexible et hétérogène de ces molécules, a été principalement focalisée sur des analyses fragmentaires du polysaccharide au niveau des séquences d'interaction avec les protéines. Lors de ces dépolymérisations, des informations sur le polysaccharide, notamment l'épimérisation, sont perdues.Dans ce travail, nous avons développé une approche basée sur la résonance magnétique nucléaire (RMN) bidimensionnelle 1H-13C pour l'étude de la composition saccharidique des HS réalisée directement à partir des HS isolés de cellules marquées au 13C. Pour cela, un protocole efficace de marquage et de purification des polysaccharides a été mis en place. En intégrant le volume des pics à différents déplacements chimiques par RMN, cette analyse non-destructive permet de déterminer à la fois le profil de sulfatation et d'épimérisation des HS. Cette analyse est appliquée efficacement à différents types cellulaires et est de grand intérêt pour mieux comprendre les changements dans les structures d'HS qui ont lieu lors de régulations physiologiques ou lors de développement pathologiques.Ces résultats ont permis d'ouvrir la voie à l'analyse des HS directement au niveau des cellules par RMN du solide. Les études dans ce contexte représentent un enjeu majeur pour la compréhension des différents rôles des HS et leur capacité à interagir avec une myriade de protéines in vivo
Glycosaminoglycans (GAGs) belong to a linear polysaccharide family which are found within all tissues, at the extracellular matrix and cell surfaces levels. Heparan Sulfates (HS) are one of the major members of this family, they are bound to a core protein to form altogether the so-called proteoglycan (PG). Depending on the localization and on the core protein, the HS – composed of a N-acetylglucosamine (GlcNAc) and a glucuronic acid (GlcA) [-4GlcAβ1-4GlcNAcα1-] building block – undergo various modifications. Indeed, HS can be sulfated at different positions on both monosaccharide and the GlcA can be epimerized into an iduronic acid (IdoA). The fine structures of the polysaccharide will be able to interact with a large range of proteins and play a plethora of roles such as in inflammation processes, cell proliferation, angiogenesis, immune responses, viral attachment…The HS structural studies, due to the flexibility and heterogeneity of the polysaccharide, have so far been restricted to HS fragments able to bind proteins. The depolymerization techniques induce valuable information losses such as epimerization.In this work, we have successfully developed a nuclear magnetic resonance (NMR)-based approach to study HS features from 13C metabolically enriched cells. For this, an effective protocol to label and purify HS has been set up. By integrating peaks' volumes at well-resolved 1H-13C chemical shifts by NMR, the sulfation, epimerization and disaccharide profile can be determined from full-length HS. This method has been used to study HS from various cell types and is of important interest to better understand changes in HS structures that occur through physiologic and pathologic events.The results obtained open the way to analyze HS directly at the cell surface via solid state NMR techniques. In this context, these studies are a major challenge to decipher the different roles of HS and their ability to interact with so many partners in vivo