Régulation de la signalisation et de l'action de l'insuline par la protéine adaptatrice Hrs et par les microARN ciblant Fox01

Dû à son développement très rapide, le diabète est devenu une menace de santé publique au niveau mondial. En effet, en 2005, l Organisation Mondiale de la Santé estimait le nombre de diabétiques dans le monde à plus de 180 millions, et elle prévoit que ce nombre aura doublé d ici 2030. Cette maladie métabolique se caractérise par un état d hyperglycémie chronique, qui est responsable des complications micro-vasculaires au niveau de l œil, du rein, et des nerfs. La plupart des patients diabétiques développent à long terme des complications microvasculaires, dont la rétinopathie diabétique proliférante qui est la cause principale de cécité de l adulte dans le monde occidental. Le niveau d expression du VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor), facteur angiogénique et mitogène, est augmenté dans les yeux des patients diabétiques. L insuline et l IGF-1 ont également été impliqués dans l angiogenèse dérégulée au cours du diabète. L action de l insuline et du VEGF est médiée par leurs récepteurs spécifiques respectifs, IR et VEGF-R2. L'un des principaux mécanismes utilisé par les cellules pour atténuer le signal induit par ces facteurs de croissance est l'endocytose et la dégradation des récepteurs. Au cours de la première partie de mon travail de thèse, je me suis intéressé à l étude du rôle de la protéine adaptatrice Hrs (Hepatocyte growth factor-Regulated tyrosine kinase Substrate) dans le mécanisme d internalisation et de dégradation d IR et VEGF-R2. Nous avons montré que l'expression ectopique de Hrs a comme effet une augmentation du nombre des deux récepteurs et de leur phosphorylation sur tyrosine conduisant à une amplification des voies de signalisation en aval. A l inverse de IR, pour induire cet effet sur VEGF-R2, Hrs requiert son domaine UIM (Ubiquitin Interaction Motif). De plus, Hrs est phosphorylée sur tyrosine en réponse à l'insuline et au VEGF. Le domaine UIM est nécessaire pour la phosphorylation de Hrs en réponse au VEGF, mais pas en réponse à l'insuline. Nous avons également observé que Hrs co-localise et co-immunoprécipite avec ces deux récepteurs indépendamment de son domaine UIM. Enfin, nous avons montré que Hrs inhibe la dégradation de VEGF-R2 induite par Nedd4 et agit de façon additive à Grb10. L ensemble de ces résultats suggèrent que Hrs est un régulateur positif de la voie de signalisation du VEGF et de celle de l insuline. Dans une deuxième partie de ma thèse, je me suis intéressé à la régulation du facteur de transcription FoxO1 par les microARN. FoxO1 est un des acteurs clefs des réponses transcriptionnelles à l insuline, et joue un rôle central dans l adaptation métabolique au jeûne. De plus, avec ses homologues, il est impliqué dans des fonctions cellulaires majeures telles que l'apoptose, le cycle cellulaire, la réparation des dommages de l'ADN ou encore la différenciation cellulaire. La modulation de l activité transcriptionnelle de ce facteur fait appel à des modifications post-traductionnelles telles que la phosphorylation, l ubiquitination et l acétylation. Nous avons voulu savoir si FoxO1 est la cible d une régulation post-transcriptionnelle par les microARN. Les microARN sont de petites séquences d ARN non-codantes de 19-24 nucléotides, se caractérisant par une expression spatio-temporelle et par une distribution tissu-spécifique. Ces deux caractéristiques suggèrent leur implication dans la régulation de processus physiologiques cruciaux tels l apoptose, le développement, le métabolisme des lipides, la différenciation adipocytaire et la physiologie des cellules b pancréatiques. Des publications récentes montrent que ces microARN interviennent également dans des conditions pathologiques comme le cancer. Nous avons démontré que, dans une lignée néonatale immortalisée d hépatocytes de souris, le miR-139 peut réguler le niveau protéique de FoxO1 sans modifier le niveau d'expression de ses ARN messagers. Cette diminution du niveau protéique affecte les événements en aval de ce facteur de transcription tels que l'expression des gènes cibles (AdQR1, AdQR2 et Mttp), et la phosphorylation de PKB en réponse à l'insuline. En outre, dans ces cellules, l expression du miR-139 est régulée négativement par l'insuline, mais positivement par le glucagon et par le glucose. Ce dernier résultat a également été observé dans le foie d animaux injectés avec ces hormones ou avec le glucose. Enfin, nous avons trouvé qu un régime riche en graisse et l état de jeûne ne régulent pas l expression du miR-139. L ensemble de nos données révèle un nouveau mécanisme par lequel miR-139 régule la protéine FoxO1 et son activité transcriptionnelle en réponse à des facteurs environnementaux.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocSudocFranceF