Le trafic membranaire au cours de la phagocytose : régulation par la phospholipase D et les GTPases Ral

La phagocytose est un mécanisme d’internalisation de particules > 0,5µm conservé au cours de l’évolution et jouant un rôle dans le développement, l’homéostasie des tissus et l’immunité. Ce processus nécessite l’extension de pseudopodes autour de la particule grâce à la force motrice du cytosquelette d’actine et à l’insertion de membrane intracellulaire afin de maintenir la surface cellulaire après fermeture et internalisation du phagosome. Le but de ma thèse a été l’étude de la régulation de la phagocytose par la phospholipase D (PLD), une enzyme produisant l’acide phosphatidique (PA), un lipide second messager impliqué dans le réarrangement de l’actine et le trafic membranaire. Nous avons également examiné les GTPases Ral, potentiellement impliquées dans la régulation de la PLD au cours de la phagocytose. Dans un premier temps, nos résultats ont montré que la PLD1 et la PLD2 sont impliquées dans la régulation de la phagocytose par l’intermédiaire du PA et sont toutes deux recrutées au niveau du phagosome naissant. La PLD1, localisée sur des compartiments vésiculaires, pourrait jouer un rôle dans le trafic membranaire tandis que la PLD2, localisée à la membrane plasmique est susceptible de participer au recrutement et à l’activation de protéines nécessaires au réarrangement de l’actine ou au trafic membranaire. Dans un second temps, l’étude des GTPases Ral montre que RalA joue un rôle positif dans la phagocytose tandis que RalB joue un rôle négatif. Ces deux protéines sont localisées au niveau de la membrane plasmique et de vésicules intracellulaires de la voie endosomale et recrutées au niveau du phagosome pendant sa formation. Nous suggérons que pendant la phagocytose, RalA est susceptible de réguler la PLD ou l’exocyste, un complexe impliqué dans le trafic membranaire. RalB pourrait activer la RalBP1, un régulateur du cytosquelette d’actine, bien que des expériences complémentaires soient nécessaires pour l’impliquer dans la phagocytose. L’ensemble de ces résultats pourrait permettre de définir une voie de signalisation à l’interface entre le réarrangement de l’actine et le trafic membranaires, deux phénomènes nécessaires à la formation du phagosome.Phagocytosis is an evolutionary conserved process for internalizing particles > 0,5µm and plays a role during development, tissue homeostasis and immunity. Phagosome formation involves pseudopod extension which requires actin polymerization as a driving force and membrane insertion to maintain the cell surface constant after phagosome internalization. The aim of my PhD project was to investigate the role of phospholipase D (PLD) and its product phosphatidic acid (PA) in this process. Ral GTPases, potential regulators of PLD and other effectors during phagocytosis, were also studied. Our results show that endogenous PLD1 and PLD2 are necessary for efficient phagocytosis. Both PLDs are recruited to nascent phagosomes where PA is produced. PLD1, localized on a vesicular compartment, is likely to play a role in membrane trafficking, whereas PLD2, localized at the plasma membrane, may play a role in early signaling events leading to actin rearrangements and vesicle trafficking. The results concerning the implication of Ral GTPases indicated that RalA plays a positive role during phagocytosis and RalB a negative role. Both proteins are observed on nascent phagosomes. Ral GTPases are distributed at the plasma membrane and on intracellular vesicles of the endosomal pathway. We hypothesize that during phagocytosis, RalA may regulate PLD activity and the formation of the exocyst, a complex implicated in membrane trafficking. On the other hand, the negative effects of RalB may be due to the activation of RalBP1, a known regulator of the actin cytoskeleton. Complementary experiments are necessary to confirm these possibilities. Taken together, our results indicate a signaling pathway at the interface of actin rearrangements and membrane trafficking, during phagosomal formation