Le TIMP-1 humain, une protéine multifacette : production sous forme recombinante et intérêt thérapeutique
Institution:
Université Joseph Fourier (Grenoble)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Tissue Inhibitor of Metalloproleinases (TIMPs) are specifie inhibitors of metalloproleinases involved in the regulation ofmatrix remodeling. TIMPs also present functions independent to their inhibitory role (growth and survival factors). Through these multiple activitics, TIMP-1, a member of the TIMPs, is involved in many physiologieal and pathological processes. The aim of this thesis was to characterise and exploit the biochemical properties of TIMP-1 to ultimately evaJuale its therapeutic potentiaL 1 developed a methodology for the expression and purification of a recombinant human TIMP-1. L'sing this procedure a total of 30mg/l of highly pure TIMPs was purified which represents a 30-fold increase ofpreviously published data. Therefore this mcthod could be specifically applied for the expression and puri fication of seerekd proteins. TIMP-1 was used in a mouse model of collagen induced arthritis to evaluate its efficiency as therapeutic agent. Clinical observations and serological analysis suggest a benefit of the TIMP-1 injections at high level. On the contrary, low doses of TIMP-1 show an increase in inflammation. Further work is required in order to determine the real effects of TIMP-1. Moreover we studied the transduction properties of TIMP-1 by following its uptake of TIMP-1 into tumoral cells. 1 demonstrated that the last 60 amino-acids of TIMP-1 are required for cell entry. Further work will require first the optimisation of TIMP-1 transduction efficiency and secondly, the characterization of cellular uptake of a therapeutic protein (p. 53).
Abstract FR:
Les TIMPs (Tissue Inhibitor of Metalloprokinases) sont lès inhihiteurs spécifiques des métalloprokases matricielles (MMPs). Ils participent à la regulation du remodelage matriciel, mais présentent aussi des fonctions indépendantes de cette activité (facteur de croissance, facteur de survie). A travers ces multiples facettes, la protéine TIMP-1 est impliquée dans des processus phvsiologiques et pathologiques. Nos objectifs sont de caractériser et d'utiliser les propriétés biochimiques de TIMP-1 afin d'évaluer son potentiel thérapeutique. Nous avons établi un protocole d'expression en système mammifère puis un schéma de purification de la protéine rh-TIMP-1 (recombinant human TIMP-1) nous permettant d'obtenir 30 mg/l de TlMP-1 pure, dépassant largement les taux dejà décrits. Ceci nous a permis d'évaluer son efficacité en tant qu'agent thérapeutique dans un modèle murin d'arthrite au collagène (mimant la polyarthrite rhumatoïde). Des analvses cliniques et sérologiques suggèrent un effet bénéfique des injections de rh-TIMP-1 à dose élevée contrairement aux doses faibles. Des investigations supplémentaires sont nécessaires pour déterminer le réel effet de TIMP-1. En parallèle, nous avons étudié la propriété de transduction de TIMP-1 dans les cellules tumorales. Nous avons montré que les acides aminés C-terminaux portent cette propriété et désormais nous devons optimiser ce processus et tester le transport d'une protéine thérapeutique (p. 53). Ce travail confirme l'intérêt biotechnologique de la proteine TIMP-1 en tant que navette et suggère l'intérêt thérapeutique potentiel qui nécessite des investigations additionnelles en particulier dans d'autres modèles pathologiques.