L'action neuroagrégative de la céruloplasmine impliquerait une activité protéolytique

Le développement du cerveau nécessite une organisation finement régulée du système nerveux. Celle-ci dépend de mécanismes tels que la neurogenèse, la neuromigration et l'élaboration de contacts des neurones avec les cellules voisines et la matrice extracellulaire. Pour ce faire, plusieurs molécules sont mises à contribution, dont des facteurs de croissance, des protéases, des molécules d'adhésion cellulaire et de guidage ainsi que les composantes de la matrice extracellulaire. La céruloplasmine (CP) est une glycoprotéine à cuivre bleu de 132 kDa. Principalement sécrétée par les hépatocytes dans la circulation systémique, la CP est également exprimée à la surface d'astrocytes dans le cerveau. Elle agit à titre de principal transporteur plasmatique du cuivre, présente des propriétés antioxydantes et possède des activités oxydasique et ferroxydasique. Cette dernière activité fait de la CP un important régulateur du métabolisme du fer dans l'organisme. Nous avons montré dernièrement que la CP peut induire, in vitro, l'agrégation de neurones nouvellement différenciés de cellules souches embryonnaires P19. Cette action soulève la possibilité d'un rôle de la CP dans l'organisation du système nerveux en développement. Nous testons l'hypothèse que les mécanismes de cette neuroagrégation pourraient dépendre (1) de l'existence de récepteurs neuronaux de la CP, lesquels pourraient être purifiés par chromatographie d'affinité sur de la CP immobilisée en vue de leur caractérisation, et/ou (2) d'une action de protéases compte tenu que des protéases sont impliquées dans l'organisation du système nerveux en développement. Les résultats montrent que la CP peut être couplée à des billes de CNBr-Sepharose avec une efficacité de 100% pour un rapport de 7 mg de protéine par ml de gel. La CP couplée conserve 57% de son activité oxydasique initiale alors que la protéine libre incubée dans des conditions similaires a perdu 82% de son activité. Ainsi, l'immobilisation a un effet protecteur sur l'activité et donc la conformation de la CP. La colonne chromatographique CP-agarose a permis de retenir spécifiquement une protéine de 30 kDa à partir d'extraits de protéines membranaires d'érythrocytes bovins. Cette protéine pourrait correspondre à la forme monomérique du récepteur érythrocytaire rapporté dans la littérature. Des extraits de cerveaux de rat ont été déplétés de leur CP endogène puis chromatographiés sur un gel de CP-agarose. Une protéine de 45 kDa, éluée de ce gel, est reconnue par un anticorps anti-CP, indiquant une fragmentation de la CP immobilisée par une protéase de l'extrait. Ce fragment pourrait avoir une signification biologique puisqu'une forme immunoréactive de 45 kDa de la CP prédomine dans le cerveau de rats adultes et de nouveau-nés, contrairement à la forme native de 132 kDa qui prédomine dans la circulation. Le SBTI (inhibiteur de trypsine de la fève de soya) et l'aprotinine, des inhibiteurs de protéases à sérine, inhibent l'agrégation de neurones P19 induite par l'addition de CP native in vitro. Les neurones traités avec la CP en présence de ces inhibiteurs sont bien répartis sur le support de culture et étendent de nombreux neurites, contrairement aux neurones traités avec la CP seulement. En aucun cas la CP n'est dégradée dans le milieu neuroconditionné. La reeline, une protéase à sérine extracellulaire ayant un rôle établi dans la neuromigration développementale, existe sous des formes de 400, 300 et 180 kDa dans le cerveau, alors que les neurones P19 sécrètent la reeline sous formes de 400 et 180 kDa. Le traitement des neurones avec la CP induit la production de la forme de 300 kDa, production inhibée par le SBTI et l'aprotinine. Alors que l'existence de récepteurs neuronaux de la CP demeure pour le moment élusive, les résultats indiquent qu'une activité protéasique serait impliquée dans l'action neuroagrégative de la CP et que la reeline et non la CP serait une cible de cette activité. L'ensemble du travail supporte donc l'hypothèse que l'action neuroagrégative de la CP in vitro reflète l'implication de la protéine dans la neuromigration in vivo. Il soulève aussi la possibilité que des fragments physiologiques de la CP aient une action neuroagrégative comme celle de la CP native.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Céruloplasmine, neurones P19, migration neuronale, reeline, activité protéolytiqu