Effets de peptides transmembranaires interférents sur l’activité de la neuraminidase-1 : approche cellulaire et intégrée dans différents contextes physiopathologiques
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Abstract EN:
During vascular aging, the elastin network is degraded generating elastin-derived peptides (EDP). The ERC (Elastin Receptor Complex) is a membrane heterotrimeric receptor composed, amongst others, of a membrane-bound neuraminidase, NEU-1. Binding of EDP to the ERC induces activations of NEU-1 and of its underlying biological effects notably the development of diseases such as cardiovascular diseases, metabolic diseases and cancers. Previous studies of our laboratory have shown that NEU-1 catalytic activity is linked to its ability to homodimerize. Thus, NEU-1 constitutes a key pharmacological target to fight against deleterious effects of EDP. The aim of this thesis is to develop by biological/biochemical experiments and molecular dynamic (MD) simulations a transmembrane interfering peptide able to inhibit specifically NEU-1 dimerization. Peptides are delivered into cells using two strategies: TAT peptides or lithium dodecyl sulfate micelles. Experiments were conducted on COS-7 cells overexpressing NEU-1, THP-1 cells expressing NEU-1 endogenously and breast cancer cell lines. Confocal microscopy experiments underline a colocalization between interfering peptides and NEU-1 at the plasma membrane and co-immunoprecipitation experiments show an interaction between interfering peptides and NEU-1. Furthermore, interfering peptides inhibit NEU-1 homodimerization and its associated sialidase activity. Moreover, MD simulation studies emphasize that native interfering peptides change their tilt angles in order to interact with the transmembrane domain of NEU-1. These results reveal the ability of interfering peptides to bind to NEU-1, inhibit its dimerization and sialidase activity. Thus, interfering peptides are promising tools to inhibit specifically NEU-1 sialidase activity implicated in various pathologies.
Abstract FR:
Au cours du vieillissement vasculaire, la dégradation de l’élastine génère des peptides dérivés de l’élastine (PDE). Le complexe récepteur de l’élastine (CRE) est un récepteur membranaire hétérotrimérique composé entre autres de la neuraminidase (NEU-1). La fixation des PDE sur le CRE engendre l’activation de NEU-1 et des effets biologiques sous-jacents notamment le développement de maladies cardiovasculaires, métaboliques et de cancers. Des études suggèrent que l’activité catalytique de NEU-1 est liée à sa capacité à homodimériser. NEU-1 est donc une cible pharmacologique clé dans la lutte contre les effets délétères des PDE. L’objectif de la thèse est de développer par des approches conjointes de biologie/biochimie et de simulations de dynamique moléculaire un peptide transmembranaire interférent inhibant spécifiquement la dimérisation de NEU-1. Les peptides sont introduits dans les cellules par deux approches, une utilisant des peptides TAT et l’autre utilisant des micelles. Les expériences ont été menées sur des cellules COS-7 surexprimant NEU-1, des cellules THP-1 exprimant NEU-1 de manière endogène et trois lignées cellulaires de cancer du sein. Les expériences de microscopie confocale et de co-immunoprécipitation ont montré que les peptides interférents colocalisent et interagissent avec NEU-1. De plus, les peptides interférents sont capables d’inhiber l’homodimérisation de NEU-1 et son activité sialidase. Les simulations de dynamique moléculaire montrent que les peptides interférents natifs changent leurs angles de tilt pour interagir avec le domaine transmembranaire de NEU-1. En conclusion, ces résultats montrent que les peptides interférents proposés dans cette étude interagissent avec NEU-1, inhibent sa dimérisation et son activité sialidase. Ainsi, ces peptides interférents constituent des outils très prometteurs pour inhiber spécifiquement l’activité sialidase de NEU-1 impliquée dans de nombreuses pathologies.