From collagen maturation to regulation of TGF-ß signaling : novel molecular and cellular functions of the BMP-1 metalloproteinase

La Bone Morphogenetic Protein-1 (BMP-1) est une métalloprotéase impliquée dans la maturation et l'activation de nombreuses molécules extracellulaires. Parmi celles-ci, on trouve notamment les collagènes fibrillaires, les protéines les plus abondante chez l'Homme, ainsi que les facteurs de croissance de la superfamille du TGF-ß, des protéines pléiotropes. Au travers de ses fonctions, BMP-1 joue un rôle crucial au cours du développement embryonnaire mais également durant les processus physiologiques et pathologiques de remodelage tissulaire (cicatrisation, fibroses, croissance osseuse, cancers...).Le projet présenté dans ce manuscrit a consisté à étudier plusieurs fonctions importantes de BMP-1 au niveau moléculaire et à caractériser les conséquences de ces activités au niveau de plusieurs types cellulaires.Dans un premier temps, un test quantitatif a été mis au point afin de pouvoir étudier en temps réel l'effet de BMP-1 sur les collagènes fibrillaires ainsi que les mécanismes de sa régulation. Par la suite, de nouveaux substrats de BMP-1 ont été mis en évidence, parmi lesquels des co-récepteurs du TGF-ß (Bétaglycan, CD109) ainsi qu'une protéine matricellulaire (TSP-1). L'étude de ces activités a permis de caractériser les multiples voies par lesquelles BMP-1 est capable de réguler l'activité du facteur de croissance TGF-ß.De plus, nous avons mis en évidence que le clivage de ces différents substrats entraine une modulation importante du phénotype de plusieurs lignées cellulaires (HT1080, HEK-293T) avec des effets au niveau de l'adhésion, la prolifération et la migration cellulaire. En conclusion, ce travail révèle que les activités de BMP-1 s'étendent bien au-delà de ce qui est actuellement décritBone Morphogenetic Protein (BMP-1) is a metalloprotease known to be involved in the maturation and activation of several important extracellular proteins, including fibrillar collagens and growth factors of the TGF-beta superfamily. As a consequence, it is essential for embryonic development and tissue remodeling and has been clearly involved in lethal diseases such as fibrosis and cancer.This thesis project focused on the major molecular functions of BMP-1 and their implications for the phenotype of several cell types. First, a quantitative and real-time assay was developed to study the effect of BMP-1 and associated regulatory proteins on fibrillar collagens. Then, new BMP-1 substrates, such as TGF-ß co-receptors (Betaglycan and CD109) and matricellular proteins (TSP-1) were characterized in detail. Especially, we evidenced that these activities played a major role in the regulation of the TGF-ß pathway.Furthermore, we shown that these BMP-1 activities induce major phenotype changes (adhesion, proliferation, migration) in several cell lines including HT1080 and HEK-293T. Altogether, this work reveals that BMP-1 substrates extend far beyond what is presently described and open several perspectives for future studie