Статті в журналах з теми "Interactions protéine – protéine (IPP)"

Le protéome est un système dynamique où les interactions protéine-protéine occupent une place essentielle pour modeler ensemble le phénotype cellulaire. L’identification de ces interactions a toutefois longtemps représenté un obstacle important en protéomique tant les techniques disponibles ne permettaient pas de rendre compte de ces dynamiques d’interactions. Le développement récent du BioID et de l’APEX, deux technologies de marquage de proximité, ouvre aujourd’hui de nouvelles perspectives. Dans cette revue, nous décrivons les outils disponibles pour étudier les interactions protéine-protéine et discutons des progrès récents apportés par les marquages de proximité pour compléter notre vision du protéome et ainsi mieux comprendre les mécanismes cellulaires.

Le mucus représente la première ligne de défense innée chez les mammifères. Les mucines gélifiantes qui le constituent forment un réseau protéique au sein duquel coexistent des régions hydrophiles et hydrophobes. Il est maintenu par des interactions covalentes et réversibles qui définissent les propriétés rhéologiques du gel. Cette revue décrit la structure et les fonctions du mucus en se focalisant sur les interactions protéine-protéine, ou interactome, des mucines gélifiantes. Du fait de leur nature réversible et de leur dépendance vis-à-vis de l’environnement physico-chimique, le rôle des interactions de faible énergie n’est pas totalement compris. Cependant, ce type de liaisons constitue une cible thérapeutique prometteuse pour contrebalancer les anormalités du mucus observées dans les pathologies associées aux muqueuses.

Depuis sa découverte, le Système Ubiquitine Protéasome (UPS) est reconnu pour son rôle majeur dans le contrôle de la plupart des voies métaboliques de la cellule. Outre son rôle primordial dans la dégradation des protéines, il intervient aussi dans l’adressage, la signalisation ou la réparation de l’ADN, ce qui en fait un acteur incontournable de l’homéostasie cellulaire. Bien que d’autres systèmes de contrôles existent dans la cellule, l’UPS est souvent considéré comme le chef d’orchestre. Au vu de son importance, toute dérégulation de l’UPS entraîne des désordres plus ou moins sévères pour la cellule et donc l’organisme. De fait, l’UPS est impliqué dans de nombreuses pathologies (cancer, maladie d’Alzheimer, de Huntington, etc.). L’UPS est composé de plus de 1000 protéines différentes dont les combinaisons permettent le ciblage fin de virtuellement toutes les protéines de l’organisme. L’UPS fait appel à une cascade enzymatique (E1, 2 isoformes ; E2 > 35 isoformes ; E3 > 800 isoformes) qui permet le transfert de l’ubiquitine, une petite protéine de 8,5 kDa, sur la protéine à cibler soit pour sa dégradation, soit pour modifier son activité. Ce signal d’ubiquitinylation est réversible et de nombreuses déubiquitinylases (DUB, ∼ 80 isoformes) jouent aussi un rôle important. Les enzymes E3 sont les plus nombreuses et leur fonction est de reconnaître la protéine cible, ce qui en fait des acteurs importants dans la spécificité d’action de l’UPS. La nature même des E3 et la complexité de leurs interactions avec différents partenaires offrent un champ d’investigation très large et donc des potentialités importantes pour le développement d’approches thérapeutiques. Sans être exhaustive, cette revue illustre les différentes stratégies ayant déjà été mises en œuvre pour lutter contre différentes pathologies (à l’exclusion des infections bactériennes ou virales).

Les psychoses majeures telles la schizophrénie sont des troubles complexes qui peuvent impliquer des interactions multiparamétriques comprenant des facteurs génétiques et environnementaux comme des infections. Des études successives ont montré une association entre la schizophrénie et les rétrovirus endogènes humains (HERV). Les HERVs sont des composants du génome humain qui représentent 8 % de l’ADN chromosomique. Depuis plus d’une décennie, une famille spécifique de HERV, HERV-W, a été associée à la schizophrénie. Or, une fois activée, l’expression HERV-W peut être à l’origine de la production d’une protéine d’enveloppe (HERV-W Env) aux propriétés pro-inflammatoires et cytopathogènes via une très haute affinité pour le toll-like receptor 4 (TLR4). Ainsi la sécrétion de cette « toxine endogène » ou sa présentation à la surface des cellules productrices, induit une forte activation des voies de signalisation TLR4 dans les cellules du système immunitaire ou du tissu cérébral (microglie, en particulier). Une transcription élevée des gènes HERV-W a été rapportée dans des études effectuées sur différentes populations de patients schizophrènes en Europe, en Amérique du Nord et en Chine. Les antigènes de capside et d’enveloppe des protéines HERV-W ont été mis en évidence dans des échantillons de sang de patients schizophrène corrélant avec le dosage de CRP (marqueur d’inflammation), ceci, dans la sous-population des patients ayant une CRP positive. Par ailleurs, on a montré que certains Herpesviridae (CMV, HSV…), le virus influenza ou le parasite Toxoplasma gondii, qui sont des facteurs positivement associés à un risque plus élevé de développer une schizophrénie, avaient la capacité d’activer des éléments de la famille HERV-W dans certaines cellules. Les études expérimentales ainsi effectuées, démontrent que des facteurs environnementaux peuvent induire une modification de l’expression de ces éléments génétiques et, ainsi, induire une production auto-entretenue de protéine pathogène codée par certaines copies HERV-W. Différentes études ont aussi montré un effet potentiel de HERV-W Env sur le développement et le fonctionnement neuronal, via la dérégulation de neurorécepteurs (NMDA/DRD3) ou de facteurs comme le BDNF. D’autres paramètres de ces interactions complexes ont aussi été mis en évidence, comme certains profils immunogénétiques (HLA/génotype TLR4 susceptibles aux infections), un faible contrôle épigénétique (infections périnatales), des toxiques (cannabis ?) ou des stress particuliers. La résultante de ces interactions multiples, peuvent permettre de relayer les effets des facteurs environnementaux au niveau d’une expression génique HERV-W anormale codant pour une protéine immuno- et neurotoxique. Ainsi, HERV-W pourrait constituer un élément pivot dans la pathogenèse de la maladie, une fois activé au niveau du génome de certaines cellules. Par conséquent, notre hypothèse est qu’un événement infectieux ou inflammatoire majeur au cours de la grossesse, peut déclencher l’activation des éléments de HERV-W dans l’embryon ou le nouveau-né. L’activation de ces HERVs qui peuvent rétrotransposer dans le génome affecté, pourrait provoquer des modifications de l’ADN telles qu’observées ultérieurement chez les malades atteints de schizophrénie (CNV, microdélétions ou réarrangements génétiques, etc.). Un remaniement du génome HERV-W et d’éléments « génétique mobiles » associés, pourrait causer une expression aberrante HERV-W et conduire à un développement neurologique anormal, dans un contexte général de neurotoxicité inflammatoire. Des conditions de stress particulières et/ou des infections secondaires avec des agents neurotropes tels que, par exemple, le cytomegalovirus (CMV) ou le virus de l’herpès simplex de type 1 (HSV-1), pourraient alors venir augmenter ou réactiver l’expression des éléments modifiés de HERV-W modifiés ou dérégulés. Ceci conduirait à atteindre un seuil d’expression qui déclencherait des épisodes neuro-inflammatoires et/ou neurotoxiques à l’origine d’une symptomatologie psychotique aiguë. L’existence d’anticorps neutralisant cette toxine endogène, dont une IgG4 humanisée est actuellement développée en phase II d’essais cliniques pour d’autres pathologies neuro-inflammatoires, suggère que des études précliniques sont nécessaires pour étayer des stratégies de traitement spécifiques analogues. Une telle approche innovante ciblant une protéine endogène qui agirait en amont de la cascade pathogénique responsable de l’évolution de la maladie schizophrénique, pourrait la neutraliser et, potentiellement, réduire puis prévenir la survenue d’épisodes psychotiques ainsi que les conséquences neuropathologiques induites.

The quantitative evaluation of the allergenicity of food proteins and the clinical tolerance towards antigens are problems the food industry and the clinicians have to face. The allergenicity of a protein depends on multiple factors, including the stability to digestion and the interaction with the intestinal environment. In addition to the possible reduction in allergenicity by technological treatments such as heat and enzymic hydrolysis, the complex interactions existing between the antigens, the intestinal epithelium and the underlying immune system, as well as the individual susceptibility to the sensitizing epitopes, have to be taken into account. Indeed, the intestinal cells are able to take up and process proteins, and possibly to present them directly to mucosal lymphocytes. On the other hand, pathophysiological conditions can modify the interactions between food antigens and the immune system. A large number of methods has been developed to assess the residual antigenicity of food proteins, based on the various immune responses leading to intestinal or extradigestive pathologies. Thus, the difficulty in measuring the residual allergenicity of hypoallergenic formulas is partly due to the physiology of the gastrointestinal tract, since an intricate network of interactions between enterocytes and immune cells governs the development of the immune response to food antigens. RésuméL’évaluation de l’allergénicité des aliments et leur bonne tolérance clinique est une question touchant à la fois les industriels de l’agro-alimentaire et les cliniciens. L’allergénicité d’une protéine dépend de multiples facteurs parmi lesquels la résistance à la digestion, les interactions avec le tractus digestif et les facteurs environnementaux. L’allergénicité d’un produit alimentaire peut être modifiée non seulement par les traitements technologiques industriels, mais aussi par le tractus gastrointestinal. La susceptibilité individuelle aux epitopes peptidiques formés est également un facteur primordial. En effet, les interactions complexes existant entre les antigènes, l’épithelium intestinal et le système immunitaire muqueux peuvent conduirent à des réponses immunitaires différentes selon les individus. De nombreuses méthodes existent pour mesurer l’antigénicité résiduelle des aliments, basées sur la nature des différentes réactions immunitaires anormales conduisant à une pathologie intestinale ou extradigestive. La difficulté de mesurer l’allergénicité résiduelle de formules hypoallergéniques repose donc sur les relations complexes entre les antigènes alimentaires, l’épithelium intestinal et le système immunitaire muqueux.

Due to insufficiency in maize supplies for use as poultry feed and its high price, there is the need for alternative energy sources for poultry. The availability of cassava in the tropical part of the world and the need to fashion a way of incorporating cheaper alternative ingredients into poultry feed makes cassava a good alternative to maize in poultry feeding. However, compared with cereal grains, cassava is low in protein and the protein it has is of poor quality with very low essential amino acid contents, hence the need to make a blend of it with oil seeds such as soyabean which are rich in protein. This study was thereby conducted to determine the nutrient utilization by broiler chickens fed diets of differently processed Cassava-Soya Blends (CSB). Cassava pulp and full fat soyabean (dry and wet heated) mixed at ratios 50:50, 60:40, and 80:20 was subjected to two types of dehydration methods (frying and sun drying) to obtain 12 types of CSB. The blends were included at 15% level in the ration of broiler chickens in a 2x2x3 factorial arrangement. 360 one-day-old Cobb-500 broiler chicks used for this study were randomly allotted to the 12 dietary treatment groups in three replicates with 10 birds each. Eight weeks of feeding trials (starter and finisher phases) were observed. Nutrient digestibility trials were carried out on the birds at 4th and 8th week of the experiment. Cassava blended with wet heated full fat soya at 50:50 had the highest crude protein (CP) of 37.72% and metabolizable energy (3,314kcal/kg) with low HCNresidue of 1.70 mg/kg. The interaction of heat treatments, mixing ratio and dehydration methods resulted in higher CP digestibility from 75.82% to 77.27% and metabolizable energy from 10.65MJ/kg to 12.92 MJ/kg at the starter phase. It is concluded that the interactions of soyabean heat treatment, dehydration methods and mixing ratio of CSB positively influenced crude protein digestibility and metabolizable energy at the starter phase. En raison de l'insuffisance des approvisionnements en maïs destiné à l'alimentation des volailles et de son prix élevé, il existe un besoin de sources d'énergie alternatives pour la volaille. La disponibilité du manioc dans la partie tropicale du monde et la nécessité de trouver un moyen d'incorporer des ingrédients alternatifs moins chers dans l'alimentation des volailles font du manioc une bonne alternative au maïs dans l'alimentation des volailles. Cependant, comparé aux céréales, le manioc est pauvre en protéines et les protéines qu'il contient sont de mauvaise qualité avec des teneurs en acides aminés essentiels très faibles, d'où la nécessité d'en faire un mélange avec des graines oléagineuses comme le soja qui sont riches en protéines. Cette étude a ainsi été menée pour déterminer l'utilisation des nutriments par des poulets à griller nourris avec des régimes de mélanges manioc-soja (MMS) transformés différemment. La pulpe de manioc et le soja entier (chauffé à sec et humide) mélangés à des ratios 50:50, 60:40 et 80:20 ont été soumis à deux types de méthodes de déshydratation (friture et séchage au soleil) pour obtenir 12 types de MMS. Les mélanges ont été inclus à un niveau de 15 % dans la ration de poulets à griller dans un arrangement factoriel 2x2x3. 360 poussins de chair Cobb-500 d'un jour utilisés pour cette étude ont été répartis au hasard dans les 12 groupes de traitement alimentaire en trois répétitions avec 10 oiseaux chacun. Huit semaines d'essais d'alimentation (phases de démarrage et de finition) ont été observées. Des essais de digestibilité des nutriments ont été effectués sur les oiseaux à la 4e et à la 8e semaine de l'expérience. Le manioc mélangé avec du soja entier chauffé humide à 50:50 avait la protéine brute (PB) la plus élevée de 37,72 % et l'énergie métabolisable (3 314 kcal/kg) avec un faible résidu de HCN de 1,70 mg/kg. L'interaction des traitements thermiques, du rapport de mélange et des méthodes de déshydratation a entraîné une digestibilité de PB plus élevée de 75,82 % à 77,27 % et une énergie métabolisable de 10,65 MJ/kg à 12,92 MJ/kg à la phase de démarrage. Il est conclu que les interactions du traitement thermique du soja, les méthodes de déshydratation et le rapport de mélange du MMS ont influencé positivement la digestibilité des protéines brutes et l'énergie métabolisable à la phase de démarrage.

Ce numéro hors-série est consacré aux travaux sur les maladies à prions des animaux de ferme, menés à l’Inra en collaboration avec de nombreux organismes nationaux et internationaux. Il aborde de nombreuses facettes de la recherche sur ces agents et les maladies qu’ils occasionnent, tant sur le modèle tremblante que sur l’Encéphalopathie Spongiforme Bovine (ESB) : biologie de l’agent pathogène et notion de souche de prion, pathogénie de la maladie et résistance génétique, voies de transmission et évolution dans les populations animales, lutte contre les EST. Le premier article présente l’ensemble des outils mis au point à l’Inra pour étudier les EST (laboratoire de génotypage à grande échelle) ainsi que les dispositifs expérimentaux qui y sont dédiés (domaine expérimental atteint de tremblante naturelle et différentes animaleries protégées). Ensuite, la notion de souche de prion est introduite, discutée, et les divers travaux en cours pour différencier les souches de prions sur une base biologique et biochimique sont présentés, de même que les études menées pour comprendre le déterminisme de cette diversité. Ces travaux ont aussi pour objectif l’amélioration des méthodes actuelles de typage en termes de rapidité et de fiabilité, notamment à travers le développement de souris transgéniques. Deux articles traitent des mécanismes par lesquels la protéine prion pathogène est introduite dans l’organisme, puis la façon dont elle diffuse dans les différents tissus et organes et exerce son pouvoir pathogène. L’un concerne la pathogénie de la tremblante, à partir des travaux entrepris sur le mouton : dans quels tissus diffuse la protéine prion pathogène, dans quels types de cellules et à quelle vitesse, et comment intervient le génotype de l’individu dans ce processus. L’autre porte sur les modèles cellulaires mis au point récemment, qui permettent la multiplication du prion ovin et servent à étudier les interactions entre la protéine prion pathogène et différents types de cellules de l’organisme, les gènes activés en cas d’infection, le rôle du polymorphisme de la protéine prion ovine dans la réplication du prion pathogène et l’identification de molécules ayant une activité antiprion. Les propriétés et le rôle physiologique de la protéine prion normale, ainsi que les raisons pour lesquelles la protéine prion normale est transformée en protéine prion pathogène, sont ensuite abordés à travers plusieurs études : approche physicochimique et structurale de la structure de la protéine prion, pour analyser les domaines de la protéine prion qui pourraient avoir un rôle clé dans la transconformation de la protéine normale en protéine pathogène, et pour comprendre la relation entre le polymorphisme génétique de cette protéine et l’état de résistance ou de sensibilité à la tremblante ; approche immunochimique grâce à des anticorps monoclonaux ayant des affinités particulières pour certaines régions de la protéine prion PrP, qui permettent l’étude de la capacité de la protéine normale à être convertie en protéine pathogène et le typage moléculaire des souches de prions ; analyse des voies de sécrétion et du rôle physiologique de la protéine prion cellulaire. L’influence du polymorphisme au locus Prnp sur la sensibilité des animaux aux EST est documentée, ainsi que les travaux en cours pour mettre en évidence d’autres gènes influençant la sensibilité des animaux aux EST, à partir de la cartographie du génome. Concernant l’épidémiologie des EST, un article présente les travaux sur les sources d’infection, les voies de transmission et la dynamique de la maladie dans les populations animales, en matière de tremblante et d’ESB. Les résultats relèvent d’expérimentations, d’études de terrain et de modélisation mathématique. Enfin, plusieurs articles sont consacrés à la lutte contre les EST, abordant plusieurs volets : développement de tests pour le diagnostic avant la mort et la distinction entre souches d’EST, travaux conduits depuis dix ans pour maîtriser voire éradiquer la tremblante dans la population ovine en jouant sur la résistance génétique des ovins aux EST, étude clinique conduite sur une molécule à visée thérapeutique et discussion sur la méthode de choix des molécules à expérimenter, pistes pour la destruction des farines animales à risque, grâce à l’utilisation de microorganismes ou la fabrication de biolubrifiants, additifs biocarburants et matériaux polymères.

La compréhension des mécanismes par lesquels la protéine prion pathogène est introduite dans l'organisme, puis la façon dont elle diffuse dans les différents tissus et organes et exerce son pouvoir pathogène est essentielle à bien des égards. C'est notamment le cas pour la mise au point de méthodes de dépistage et de diagnostic, l'évaluation du risque pour la santé publique, la thérapeutique et la connaissance des voies de transmission de la maladie. Deux types d'approches ont été développées pour étudier ces mécanismes, complémentaires l'une de l'autre. La première est basée sur les modèles animaux. L'article de Schelcher et al analyse les connaissances récentes sur la pathogénie de la tremblante qui découlent des travaux entrepris sur le mouton. Ils portent sur le cheminement de la protéine prion dans l'organisme infecté – dans quels tissus diffusela protéine prion pathogène, dans quels types de cellules et à quelle vitesse – et comment intervient le génotype de l'individu dans ce processus. La deuxième approche concerne les modèles cellulaires. L'article de Vilette et Laude présente plusieurs modèles cellulaires mis au point récemment, qui permettent la multiplication du prion ovin. Les différents projets de recherche développés actuellement à partir de ces modèles cellulaires étudient les interactions entre la protéine prion pathogène et différents types de cellules de l'organisme, les gènesactivés en cas d'infection, le rôle du polymorphisme de la protéine prion ovine dans la réplication du prion pathogène, et l'identification de molécules ayant une activité antiprion.