Signalisation lymphocytaire T : identification d'un nouveau médiateur lipidique, le phosphatidylinositol 5-phosphate (Ptdlns5P), T lymphocyte singaling : indentification of e recently indentified lipid messenger, phosphatidylinositol 5-phosphate (Ptdlns5P)

Geoffrey Guittard

Description

Sous la direction de Jacques Nunes
Thèse soutenue le 17 février 2010: Aix Marseille 2
Le PtdIns5P est un phosphoinositide très peu connu et émerge dernièrement en tant qu’important nouveau second messager. D’ailleurs, l’augmentation artificielle de PtdIns5Pdans les cellules épithéliales, favorise la voie pro-oncogénique Phosphoinositide 3-kinase/AKT. Plus récemment, il a été fait état d’un possible rôle du PtdIns5P dans le processus de lymphomagenèse.Notre laboratoire étudie depuis de nombreuses années les voies de signalisations importantes de l’activation lymphocytaire T et notamment la voie pro-oncogénique PI3K. Le laboratoire s’est tourné notamment vers l’étude des protéines adaptatrices de la famille Dok(Downstream of Kinase) lors de l’activation lymphocytaire T.Ainsi le but de ce travail a été dans un premier temps l’étude des protéines adaptatrices Dok-1 et Dok-2 durant l’activation lymphocytaire T. Plus précisément, nous nous sommes focalisés sur le rôle de leur domaine pleckstrin homology (PH) dans leur fonction inhibitrice durant l’activation lymphocytaire T. De manière intéressante nous avons pu caractériser lePtdIns5P comme un ligand convaincant des domaines PH de Dok-1 et Dok-2 et engendrant leur phosphorylation et donc leur activation. Des dosages de PtdIns5P effectués après une stimulation du récepteur des cellules T (TCR) nous ont permis d’observer une augmentation de PtdIns5P suite à cette activation lymphocytaire T.Dans un second temps nous nous sommes intéressés à caractériser les autres ligands des domaines PH de la famille Dok. De manière intéressante nous avons pu identifier le domaine PH de Dok-5 comme un interacteur fort avec le PtdIns5P. La caractérisation plus précise de l’impact du PtdIns5P, nous a permis de montrer la modulation positive de protéines clés des voies de signalisation intracellulaire telles que les Src kinases et AKT qui sont retrouvées phosphorylées suite à une augmentation de PtdIns5P.L’ensemble de ces résultats faisant du PtdIns5P un nouveau messager de l’activation lymphocytaire T, pouvant contribuer au maintien de l’homéostasie des lymphocytes T
-Activation lymphocytaire T
-Phosphoinositide
-Protéine Dok
PtdIns5P is a rare phosphoinositide and is starting to emerge as a potential second messenger.Bacterial infection by Shigella flexnerii via the virulence factor IpgD, generates PtdIns5P in thehost cells and induces Akt activation. Recent evidences report that enhanced tyrosinephosphorylation increase cellular PtdIns5P levels and that PtdIns5P could have a role inoncogenesis. Altogether, these data argue for an important role of PtdIns5P in cell signalling.Recently, we demonstrated a PtdIns5P production in T cells upon TCR triggering.Interestingly we showed that Dok-1 and Dok-2 proteins (for Downstream of tyrosine kinase)tyrosine phosphorylation correlated with PtdIns5P increase. These structurally related adaptermolecules contain a pleckstrin homology (PH) domain generally acting as a lipid/proteininteractingmodule. We found that Dok-1/Dok-2 PH domains bind in vitro to PtdIns5P. Thepresence of this PH domain is necessary for the tyrosine phosphorylation of Dok-1 and Dok-2proteins and their negative functions in T cells. Together, our data identify a novel lipid mediatorin T cell signalling and suggest that PtdIns5P could be a new yet uncharacterized secondmessenger in T cell activation.We next focused on a new PtdIns5P binding module, the PH domain Dok-5. Our in vitrodata revealed a stronger interaction between Dok-5 PH and PtdIns5P. We used Dok-5 PHdomain and IpgD as tools to characterize PtdIns5P functional effects on T cells. Our results showthat IpgD expression induces Src-kinase and Akt activation, but not ERK activation andenhances IL-2 promoter activity in T cells. Expression of this PtdIns5P interacting domainblocks IpgD-induced T cell activation and selective signaling molecules downstream of TCRtriggering. Altogether, these data suggest that PtdIns5P may play a sensor function in setting thethreshold of T cell activation and contributing to maintain T cell homeostasis
Source: http://www.theses.fr/2010AIX22021/document

Informations

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Extrait

Ecole doctorale des sciences et vie de la santé
Université de la Méditerranée (Aix-Marseille II)
FACULTE DES SCIENCES DE LUMINY

THESE DE DOCTORAT
Pour l’obtention du grade de docteur de l’Université de la méditerranée
Spécialité : Immunologie

Signalisation lymphocytaire T : identification d’un
nouveau médiateur lipidique,
le phosphatidylinositol 5-phosphate (PtdIns5P).
Présentée par Geoffrey GUITTARD
Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM)
INSERM UMR 891
Soutenue le 17 Février 2010 devant le jury composé de :
Pr. Philippe NAQUET Président
Dr. Frédérique MICHEL Rapporteur
Pr. Christophe ERNEUX Rapporteur
Pr. Bernard PAYRASTRE Examinateur
Dr. Jacques NUNES Directeur de Thèse
1 Signalisation lymphocytaire T : identification d’un
nouveau médiateur lipidique, le phosphatidylinositol 5-
phosphate (PtdIns5P).
Introduction Générale ........................................................ 10
Partie I: ................................................................................ 14
Activation lymphocytaire T ............................................... 14
La signalisation du TCR ............................................................................. 18
Signaux activateurs ..................................................................................... 20
Initiation de la réponse T : la phosphorylation des motifs ITAM .......................... 20
L’importance des Src-kinases dans l’activation du TCR ........................................ 20
Structure de la famille des Src-kinases ...................................................................... 20
Régulation des Src kinases ........................................................................................ 22
Rôle des Src kinases dans l’activation lymphocytaire T ........................................... 23
Le signalosome LAT-SLP-76, complexe adaptateur de l’initiation du signal TCR
....................................................................................................................................... 24
PI3K, un acteur méconnu de la signalisation du TCR............................................. 25
La voie PI3K lors de l’activation du TCR ................................................................. 25
Hypothèses sur le recrutement de la PI3K au niveau du TCR .................................. 27
Effecteurs de la PI3K ................................................................................................. 29
Signaux inhibiteurs ..................................................................................... 31
Régulations Proximales ............................................................................................... 31
Régulateurs négatifs des Srcs kinases ....................................................................... 31
2 b
Les protéines adaptatrices Dok-1 et Dok-2 ............................................................... 32
Régulations Tardives ................................................................................................... 33
Récepteurs inhibiteurs et recrutement de phosphatases ............................................ 33
La voie HPK-1SLP-76-14-3-3................................................................................... 35
L’ubiquitinylation dans la régulation négative du signal TCR ................................. 36
Conclusion I ................................................................................................. 36
Partie II : ............................................................................. 38
Les phosphoinositides ......................................................... 38
La famille des phosphoinositides ................................................... 40
Métabolisme des phosphoinositides et dysfonctionnement ........ 43
Les lipides Kinases ...................................................................................... 44
Phosphatidylinositol 4-kinase (PI4K) ........................................................................ 44
Classification ............................................................................................................. 44
La PI4KII dans le lymphocyte T ............................................................................. 44
Phosphatidylinositol phosphate kinases (PIPKs) ..................................................... 45
Classification ............................................................................................................. 45
Pathologies associées ................................................................................................. 45
Phosphatidylinositol 3-Kinase (PI3K) ....................................................................... 47
Classification ............................................................................................................. 47
Pathologies associées : Cancer et stratégies anticancéreuses .................................... 48
Les lipides phosphatases ............................................................................. 51
Phosphoinositides 3-phosphatases ............................................................................. 51
3 PTEN (Phosphatases et Tensin homolog deleted on chromosome 10) ..................... 51
Classification ......................................................................................................... 51
Rôle dans le lymphocyte T : PTEN un régulateur négatif du système immunitaire
................................................................................................................................ 52
Pathologies associées : PTEN un suppresseur de tumeur ..................................... 52
La famille des myotubularines (MTMR) ................................................................... 53
Classification ......................................................................................................... 53
Pathologies associées ............................................................................................ 53
Les phosphoinositides 4-phosphatases ...................................................................... 54
Les PtdIns(3,4)P 4-phosphatases.............................................................................. 54 2
IpgD, le prototype bactérien de la PtdIns(4,5)P 4-phosphatase ............................... 55 2
Les PtdIns(4,5)P 4-phosphatases eucaryotes ........................................................... 55 2
Les phosphoinositides 5-Phosphatases ...................................................................... 56
SHIP-1 et SHIP-2: SH2-containing inositol polyphosphate 5-phosphatase .............. 57
Classification ......................................................................................................... 57
Rôle de SHIP dans le lymphocyte T ....................................................................... 58
Pathologies associées ............................................................................................ 59
Conclusions II.A .......................................................................................... 59
Rôle fonctionnel des phosphoinositides et localisation subcellulaires ... 61
Domaine de reconnaissance des phosphoinositides .................................................. 61
Les domaines PH ....................................................................................................... 62
Les phosphoinositides de la voie classique DAG/IP ............................... 65 3
Le PtdIns4P .................................................................................................................. 65
4 Le PtdIns(4,5)P ........................................................................................................... 65 2
Les D3 phosphoinositides ........................................................................... 67
Le PtdIns3P .................................................................................................................. 67
Le PtdIns(3,4)P ........................................................................................................... 67 2
Le PtdIns(3,5)P ........................................................................................................... 68 2
PtdIns(3,4,5)P ............................................................................................................. 68 3
Le PtdIns5P ................................................................................................. 70
Généralités ................................................................................................................... 70
Technique de détection du PtdIns5P : Dosage en masse ......................................... 70
Variation des taux de PtdIns5P dans divers modèles cellulaires ............................ 71
Régulation cytosolique positive de PtdIns5P ............................................................ 71
Régulation cytosolique négative du PtdIns5P ......................