Etude du complexe CARP-Titine-Calpaïne 3 : de la fonction vers la thérapeutique, Study of the CARP-Titin-Calpain 3 complex : from function to therapeutics

Lydie Laure

Description

Sous la direction de Isabelle Richard
Thèse soutenue le 05 juin 2008: Evry-Val d'Essonne
Cette étude a permis de mettre en évidence que la protéine CARP est un substrat de la calpaïne 3 (C3), protéase déficiente dans les dystrophies des ceintures de type 2A (LGMD2A). Nos résultats suggèrent que C3, en renforçant l’interaction de CARP avec la titine, pourrait moduler sa fonction de régulateur de la transcription génique. De plus, CARP pourrait intervenir dans la plasticité du muscle notamment en régulant l’activité de facteurs de transcription impliqués dans le contrôle de la masse musculaire ainsi que l’expression de protéines impliquées dans le remodelage. Nous proposons que la perte de ce mécanisme de régulation de CARP par C3 puisse participer à la physiopathologie de la LGMD2A. D’autre part, nous avons montré que l’expression de CARP augmente dans tous les modèles dystrophiques étudiés, suggérant que CARP serait un marqueur essentiel de ces maladies. Le contrôle de sa surexpression pourrait donc permettre d’envisager des solutions thérapeutiques pour ces maladies.
-Carp
Calpain 3, a protease of the skeletal muscle is defective in Limb-Girdle Muscular Dystrophies type 2A (LGMD2A). During our study, we demonstrated that CARP (Cardiac Ankyrin Repeat Protein), is a calpain 3 substrate. Our hypothesis is that calpain 3 enhances CARP interaction with sarcomere thus preventing its passage and its nuclear activities. Our experiments showed that CARP acts on the function of several transcription factors amongst which some are involved in the regulation of muscle mass and that CARP regulates the expression of proteins involved in remodelling. Together, our results suggest that CARP could intervene in the remodelling of sarcomere. The loss of such a mechanism could participate in the pathophysiology of LGMD2A. On the other hand, we showed that the expression of CARP increases in all dystrophic models studied, suggesting that CARP is a key marker of these diseases. The control of its overexpression may constitute a therapeutic option for these diseases.
Source: http://www.theses.fr/2008EVRY0004/document

Sujets

• CARP

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Remerciements
ECOLE DOCTORALE : DES GENOMES AUX ORGANISMES
UNIVERSITE D’EVRY VAL D’ESSONNE UNIVERSITE D’EVRY VAL D’ESSONNE
Boulevard François Mitterrand
91025 EVRY cedex




THESE DE DOCTORAT EN SCIENCES

Mention biologie cellulaire et moléculaire




Etude du complexe CARP-Titine-Calpaïne 3 : Etude du complexe CARP-Titine-Calpaïne 3 :
de la fonction vers la thérapeutique



Présentée par

Lydie LAURE

GENETHON CNRS FRE 3087
LLaabboorraattooiirree DDyyssttrroopphhiieess DDeess CCeeiinnttuurreess
1 bis rue de l’Internationale
91000 EVRY


Soutenue le 5 juin 2008
devant les membres du jury composé de :

Président : Pr. Francis QUETIER
Rapporteur : Pr. Didier ATTAIX
Rapporteur : Pr. Terence PARTRIDGE
Rapporteur : Pr. Stephen BAGHDIGUIAN Rapporteur : Pr. Stephen BAGHDIGUIAN
Examinateur : Dr. Ana FERREIRO
Examinateur : Dr. Nathalie DANIELE
Directeur de thèse : Dr. Isabelle RICHARD


0Remerciements
RRRReeeemmmmeeeerrrrcccciiiieeeemmmmeeeennnnttttssss


En tout premier lieu, je tiens à exprimer ma profonde gratitude au docteur Isabelle Richard qui
m’a d’abord accueillie dans son laboratoire en 2002 pour un « stage d’initiation à la Recherche » dans le
cadre de ma Maîtrise. Finalement, après quelques mois passés dans l’équipe formidable qu’elle dirige,
l’initiation s’est prolongée par un stage de DEA et aboutit aujourd’hui, après plus de 5 ans à
Généthon, par un diplôme de doctorat. Je souhaite donc exprimer ma reconnaissante à Isabelle qui m’a
fait confiance, m’a permis de réaliser cette thèse et m’a donné l’opportunité d’interagir à plusieurs
reprises avec la communauté scientifique internationale lors de congrès.
Je tiens ensuite à remercier très sincèrement Marc Bartoli et surtout Nathalie Danièle pour leurs
précieux conseils, leur soutien et leurs connaissances théoriques et techniques qu’ils ont bien voulu
partager avec moi. Je remercie tout particulièrement Nathalie pour sa disponibilité et ses constants
encouragements, pour nos longues discussions scientifiques et personnelles, pour son agréable compagnie
lors des séjours à l’étranger dont je garde d’excellents souvenirs et pour m’avoir guidée tout au long de
cette période.
J’adresse également mes remerciements les plus chaleureux à tous les membres de l’équipe
« Dystrophies Des Ceintures » qui ont tous contribué à l’aboutissement de ce travail et qui m’ont permis
d’évoluer dans une ambiance très sympathique. Je pense notamment à Carinne Roudaut, Sylvie
Marchand, Laurence Suel-Pétat et Nathalie Bourg-Alibert que je qualifierais de « piliers de
Généthon ». En plus des nombreuses compétences techniques qu’elles m’ont transmises, elles ont
toujours cru en moi et m’ont continuellement encouragée et soutenue. Je tiens à remercier
particulièrement Nathalie -ma « colloc de labo »- pour son enthousiasme et sa joie de vivre, pour son
réconfort dans les moments douloureux et tout simplement pour son amitié qui m’est chère. Je pense
aussi à Jérôme Poupiot et Evelyne Gicquel qui sont venus rejoindre l’équipe peu après mes débuts et à
Karine Charton, William Lostal, Shabahang-Soheili Tayebeh alias « Shabi », Azeddine Bentaïb, Jean-
Baptiste Boucheteil et Florence Le Roy, les dernières recrues. Je souhaite sincèrement bon courage aux
thésards en espérant qu’ils vivront une expérience aussi enrichissante que la mienne. Je n’oublie pas
ceux qui sont partis : Mathieu Taveau, Guillaume Sillon, Béatrice Benayoun, Henri Criséo, Sophie
Aubert (avec qui « le projet CARP » a démarré), Alain Bernot, Fabrice Raynaud, Astrid Milic, Fanny
Noulet, Stéphanie Duguez, Laëtitia Barrault, Delphine Bonnin, Martin Krahn et Gaëlle Blandin.
Je souhaite également remercier l’ensemble du personnel de Généthon et plus particulièrement les
membres des services de séquençage, de production de vecteurs, de bioexpérimentation et d’histologie,
ainsi que ceux de la plate-forme d’imagerie, du service informatique et l’équipe de l’animalerie.
1Remerciements
Je suis très heureuse de remercier l’Association Française contre les Myopathies pour avoir
soutenu ce projet et pour m’avoir donné les moyens de réaliser cette thèse. Je garde d’autre part un
souvenir inoubliable des cinq téléthons vécus de « l’intérieur » et de l’ambiance festive qui règne à
Généthon lors du Calendrier de l’Avent ainsi que pendant les 30 heures. J’en profite pour remercier tous
les membres de la « GAP Team » avec qui j’ai partagé de nombreux fous-rires lors des tournages.
Parmi tous les gens exceptionnels que j’ai rencontrés à Généthon, je tiens à remercier très
chaleureusement ceux qui sont devenus mes amis. Un grand merci pour leur soutien et pour TOUT le
reste… Je pense notamment à Tibo, Ludo, Jéjé, Cristof, Adeline, Laetitia, Sabine, Aurélie, Rachid,
Karine, Will, Sandra, Nico, Karim, Séverine, Kelly, Philippe, Lionel et Julie. Je pense aussi à ceux que
j’ai rencontrés par leur intermédiaire : Damien, Tibo2, Antoine, Eve, Cécilia, Angéline, Xavier…
Naturellement, j’adresse d’immenses Mercis à ma famille, ma belle-famille et mes fidèles amis
pour leur compréhension, leur patience et leur soutien. Les échanges scientifiques n’étant pas tellement
leur « tasse de thé », à l’exception de Sarah et d’Olivier : « mes Binômes », je les remercie d’autant plus
pour avoir essayé de me comprendre et suivre l’avancée de mes travaux. Je suis donc très touchée par les
attentions diverses de Maman et Estelle, Papa, Béb et Guillaume, Karen et Gé, Tio et Céline, Damien
et Gaëlle, Fabien et Véro, Philippe et Céline, Karibou (et Pierre), Arnaud, mes cousines Katia, Laetitia,
Loeïza et Auriane, Jean-Claude et Christiane, David et Sylvie, Benjamin et Caroline, Anthony et
Vanessa, et surtout Jonathan qui m’a supportée pendant ces longues années.
Enfin, je tiens à remercier sincèrement les membres du jury pour m’avoir fait l’honneur d’accepter
de juger ce travail, et plus particulièrement Francis Quétier qui a d’abord été mon professeur à
l’université, puis mon employeur au GENOSCOPE et finalement, aujourd’hui, le Président de mon jury
de thèse.
2Résumé
RRRREEEESSSSUUUUMMMMEEEE

La calpaïne 3, protéase à substrats multiples spécifique du muscle squelettique est déficiente dans
les dystrophies des ceintures de type 2A. Bien que sa (ses) fonction(s) reste(nt) à ce jour inconnue(s), il a
été suggéré qu’elle pourrait jouer un rôle dans le remodelage du sarcomère, en particulier lors de la
transduction d’un signal mécanique. La calpaïne 3 est localisée en plusieurs points du sarcomère,
notamment dans la région élastique N2A. A ce niveau, elle ferait partie d’un complexe moléculaire
comprenant les MARPs (Muscle Ankyrin Repeat Proteins), protéines connues pour avoir un rôle de
régulateur de la transcription génique dans le cœur.
Au cours de notre étude, nous avons mis en évidence qu’une des protéines de cette famille, CARP
(Cardiac Ankyrin Repeat Protein), est un substrat de la calpaïne 3 in vitro. De plus, nous avons démontré
que la forme clivée de CARP possède une affinité beaucoup plus élevée pour la région N2A de la titine que
la forme non clivée. Ceci a été confirmé in vivo par une différence de mobilité de CARP dans la souris
déficiente en calpaïne 3. Notre hypothèse est que la calpaïne 3 régule la fonction de CARP en renforçant
son interaction avec les sarcomères prévenant ainsi son passage nucléaire et donc son action au niveau de
la régulation génique. Nos expériences suivantes ont permis de montrer que : 1) CARP agit sur l’activité de
plusieurs facteurs de transcription, parmi lesquels certains (NFE κB p65 et FoxO1) sont impliqués dans la
régulation de la masse musculaire. 2) CARP régule l’expression de protéines impliquées dans le
remodelage. 3) CARP est associé à des protéines impliquées dans ces voies. L’ensemble de nos résultats
suggère donc que CARP pourrait intervenir dans la plasticité du tissu musculaire. D’autre part, nous
proposons que la perte de ce mécanisme pourrait participer à la physiopathologie de la dystrophie des
ceintures de type 2A.
Par ailleurs, nous avons mis en évidence que l’exp