Le neutrophile est un type cellulaire de l'immunité innée essentiel à la gestion de perturbations homéostatiques impliquant des agents pathogènes. Il nettoie le site d'une réaction inflammatoire de ses débris et y combat les agents infectieux via la phagocytose, la dégranulation et l'explosion oxydative. De plus, il peut produire et relâcher une quantité importante de médiateurs lipidiques et peptidiques. Ces molécules ont pour rôle la génération d'un environnement inflammatoire propice à la résolution d'une perturbation homéostatique, ce qui inclut l'activation et le recrutement d'autres types cellulaires du système immunitaire. Parmi les médiateurs lipidiques que le neutrophile peut produire, on retrouve les prostanoïdes, qui sont issus d'une cascade de synthèse initiée par une enzyme appelée cyclooxygénase (COX). Récemment, un partenaire d'interaction fut trouvé pour la COX. À l'aide du test de levures à double hybride, il fut démontré qu'une protéine appelée nucléobindine (Nue) pouvait interagir avec les deux isoformes de cyclooxygénase existants (la COX-1 et la COX-2). La Nue est une protéine potentiellement multifonctionnelle dont le rôle n'est pas encore établi. La présente étude vise à déterminer si une interaction COX2/Nuc est possible en milieu intracellulaire et, advenant le cas, à en préciser la fonction. / The neutrophil is a cell type of innate immunity that is essential in the management of homeostatic imbalances involving pathogens. It cleans the site of an inflammatory reaction of its debris and gets rid of infectious material via phagocytosis, degranulation and oxydative burst. Moreover, it can release an important quantity of bioactive lipids and peptide mediators which ail have for common objective the creation of an inflammatory environment conducive to the resolution of a homeostatic perturbation. In fulfilling their duty, these molecules will, amongst other things, recruit and activate other cell types of the immune System. The bioactive lipid class of mediators includes the prostanoïd family generated from an enzymatic cascade initiated by an enzyme called cyclooxygenase (COX). Recently, an interaction partner was found for COX. The yeast two-hybrid assay, revealed that a protein named nucleobindin (Nue) could interact with both isoforms of cyclooxygenase (COX-1 and COX-2). Nue is a potentially multifunctional protein that has yet to be assigned a definitive role. Using the human neutrophil as an experimental model, the present study assesses the possibility and consequences of a COX-2/Nuc interaction in the intracellular environment.

Les neurones sont des cellules excitables capables de coder et transmettre l’information sous forme d’oscillations du potentiel membranaire. Cette activité électrique est produite par une modification des flux ioniques transmembranaires. Les neurones constituent un exemple d’oscillateur cellulaire dont la dynamique non linéaire permet l’apparition d’une activité électrique complexe. Dans ce système, les ions calciques sont des messagers intracellulaires importants. Ils servent de médiateur entre un signal électrique et un signal chimique, par une modulation de l’activité enzymatique de certaines protéines. Ils interviennent dans de nombreuses fonctions neuronales, dont l’excitabilité électrique. Un des mécanismes mis en place par les neurones pour contrôler l’homéostasie du calcium intracellulaire provient de protéines cytoplasmiques capables de lier les ions calciques. Ces protéines jouent un rôle de « tampon » du calcium. Cependant, toutes leurs fonctions n’ont pas encore été mises en évidence. C’est l’objectif de notre travail. Nous avons voulu comprendre le rôle joué par une protéine « tampon » particulière, la calrétinine, sur le mode de décharge électrique d’un neurone où elle est exprimée en abondance, le grain cérébelleux. Pour cela, nous avons utilisé une approche théorique et expérimentale. <p>Au niveau théorique, nous avons élaboré un modèle mathématique de l’activité électrique du grain cérébelleux, prenant en compte la chélation du calcium intracellulaire. Il permet de clarifier le rôle de la chélation du calcium intracellulaire sur les oscillations du potentiel membranaire. La modélisation de l’activité électrique du grain cérébelleux repose sur le formalisme développé par Hodgkin et Huxley pour l’axone géant de calmar. Dans ce contexte, l’application de la conservation de la charge au circuit équivalent de la membrane cellulaire fournit un système d’équations différentielles ordinaires, non linéaires. Dès lors, notre modèle nous a permis d’étudier l’impact des variations de la concentration de chélateur calcique sur les oscillations du potentiel membranaire. Nous avons ainsi pu constater qu’une diminution de la concentration en chélateur calcique induisait une augmentation de l’excitabilité électrique du grain cérébelleux, sans altérer le régime d’oscillations. Par contre, en augmentant fortement la concentration en chélateur calcique, nous avons montré que le grain cérébelleux changeait de dynamique oscillatoire, montrant des transitions d’un mode de décharge périodique régulier vers des oscillations en salve du potentiel membranaire.<p>Au niveau expérimental, nous avons vérifié les résultats prévus par le modèle théorique. Nous avons ainsi montré que des grains de souris transgéniques déficientes en calrétinine présentaient une excitabilité électrique accrue par rapport aux grains contrôles.<p>Puis, en restaurant un niveau de chélation calcique normal dans ces grains, par perfusion intracellulaire de chélateur calcique, nous montrons qu’ils retrouvent un niveau d’excitabilité normal. Ensuite, nous avons introduit dans des grains cérébelleux de souris sauvages, une forte concentration en chélateur calcique exogène. Conformément aux résultats théoriques, nous avons pu observer des transitions vers des oscillations en salve du potentiel membranaire. Enfin, nous avons montré que l’absence de calrétinine affecte les paramètres morphologiques du grain cérébelleux des souris transgéniques déficientes en calrétinine.<p>En conclusion, ces résultats suggèrent que le mode de décharge des cellules excitables peut être modulé d’une façon importante par les protéines liant le calcium. De ce fait, des changements dans le niveau d’expression et/ou dans la localisation subcellulaire des protéines liant le calcium pourraient aussi jouer un rôle critique dans la régulation de processus physiologiques contrôlés par l’excitabilité membranaire. De plus, les mécanismes que nous avons mis en évidence pourraient être à l’origine d’un nouveau principe de régulation de la signalisation dans les circuits neuronaux et pourraient jouer un rôle fonctionnel dans le contrôle du codage de l’information et de son stockage dans le système nerveux central. / Doctorat en sciences, Spécialisation physique / info:eu-repo/semantics/nonPublished