Cette thèse vise à démontrer l’importance de la PI 3-kinase dans la régulation hormonale de la réabsorption rénale du sodium. Ce contrôle extrêmement précis, notamment par l’aldostérone, s’effectue au niveau du néphron distal. Nous avons utilisé comme modèle l’épithélium de cellules A6, dérivées du tubule distal de Xenopus Laevis. Le transport unidirectionnel de sodium s’effectue en deux étapes: depuis, l’entrée à partir du milieu luminal par des canaux sodiques épithéliaux (ENaCs) insérés dans la membrane apicale, jusqu’à la sortie vers le liquide extracellulaire par des pompes Na+/K+-ATPases, situées dans la membrane basolatérale. L’insuline augmente ce transport de sodium et la PI 3-kinase semble assurer un rôle-clef. Nous avons étudié l’importance de chacun des 3-phosphoinositides produits par la PI 3-kinase, sur le transport du sodium en ajoutant au milieu cellulaire des formes «perméantes» de ces phospholipides. Parmi ceux-ci, le PIP3 et dans une moindre intensité le PI(3,4)P2 augmentent ce transport. En revanche, le PI3P, le PI(3,5)P2, ainsi que le PI(4,5)P2 n’ont pas d’effet sur lui. Nous avons démontré par la technique du Western blot que la 3-phosphatase PTEN est exprimée dans les cellules A6. Cette phosphatase déphosphoryle le PIP3 en PI(4,5)P2. Nous avons surexprimé PTEN dans les cellules A6. Ceci réduit l’augmentation du transport du sodium induite par l’insuline, ainsi que celle induite par addition de la forme «perméante» de PIP3. Nous avons ensuite vérifié si d’autres agents qui activent la PI 3-kinase, stimulent également le transport de sodium à travers cet épithélium. A cette fin, nous avons d’abord vérifié que l’EGF et le peroxyde d’hydrogène, connus pour stimuler la PI 3-kinase dans d’autres systèmes, activent également cette enzyme dans les cellules A6. Tous deux augmentent ce transport. L’importance de l’augmentation induite par H2O2 est comparable à celle de l’insuline, tandis que l’effet de l’EGF est plus transitoire. Un dosage d’activité de la PI 3-kinase, nous a permis de démontrer que l’intensité de l’activation de la PI 3-kinase est corrélée avec l’amplitude de l’augmentation du transport du sodium. Par comparaison avec l’effet de l’insuline et de l’H2O2, l’EGF augmente faiblement l’activité de la PI 3-kinase et induit une faible augmentation du transport. Nous avons également examiné si la voie des MAPK influence la stimulation du transport du sodium par ces différents agents. Cette voie ne semble pas impliquée dans l’effet de l’insuline ou du peroxyde d’hydrogène. Par contre, elle diminue la stimulation du transport de sodium par l’EGF. L’effet de l’EGF sur le transport semble résulter d’un compromis entre l’activation de la voie de la PI 3-kinase qui l’augmente et l’activation de la voie des MAPK qui le diminue. En conclusion, une augmentation de PIP3, soit par addition de PIP3 exogène, soit par augmentation endogène sous l’effet de l’insuline ou d’autres agents stimulant la PI 3-kinase, augmente le transport du sodium tandis qu’une diminution de PIP3 endogène (par surexpression de PTEN) le diminue. L’importance de l’activation de la PI 3-kinase est quantitativement corrélée avec l’importance de l’augmentation du transport du sodium. La PI 3-kinase est donc un médiateur-clef de la régulation rénale de ce transport.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

No description available.

No description available.

L’endocytose est le processus qui permet l’entrée spécifique et active dans la cellule du milieu extracellulaire et des substances qu’il contient. Ces dernières années, plusieurs mécanismes d’endocytose ont été identifiés, mais seule la voie impliquant la clathrine a été bien caractérisée. Il a été montré que certains récepteurs de cytokines comme celui de l’interleukine-2 (IL-2) empruntent une voie d’endocytose indépendante de la clathrine. Précédemment, mon laboratoire a identifié huit facteurs impliqués dans cette voie d’entrée dont l’actine et la dynamine. Nous savons notamment que l’activation de la RhoGTPase Rac1 permet l’induction des kinases Pak1 et Pak2 régulant ainsi la cortactine, le recrutement de N-WASP et la polymérisation d’actine nécessaire à l’internalisation de l’IL-2R. Cependant, les facteurs en amont de cette cascade Rac-Pak étaient inconnus et le rôle du cytosquelette d’actine restait mal défini. Les travaux que j’ai effectué durant mon doctorat ont mis en évidence que la PI3K en interagissant avec l’IL-2R, permettait la production locale de PI(3,4,5)P3 qui induisait le recrutement de Vav2; un facteur conduisant à l’activation de Rac1. De plus, j’ai montré que Rac1 activé était ensuite recruté par la PI3K, permettant ainsi l’activation locale de la cascade Rac/Pak lors de l’entrée de l’IL-2R. Ces données, qui ont fait l’objet d’une publication, ont montré que la PI3K n’était pas seulement impliquée dans la signalisation de l’IL-2, mais également dans son endocytose. Par la suite, la réalisation d’un crible par ARNi portant sur l’étude du rôle de 324 protéines humaines lors de l’entrée de l’IL-2R, a permis l’identification de 65 nouveaux facteurs impliqués dans ce mécanisme. Parmi ces protéines, j’ai étudié plus particulièrement le rôle du complexe WAVE connu pour être induit à la membrane plasmique par Rac1 et la PI3K. J’ai confirmé l’implication de ce complexe lors de l’entrée de l’IL-2R et mis en évidence qu’il interagissait avec le récepteur. De plus, cette étude a montré que le complexe WAVE était impliqué précocement dans ce mécanisme, probablement en permettant le recrutement du récepteur aux pieds de protrusions membranaires que le complexe pourrait induire. Cette localisation spécifique du récepteur suggère ainsi un nouveau mécanisme de formation des vésicules d’endocytose dont le puits s’initierait à partir des invaginations existantes à la base des protrusions membranaires. / Endocytosis is a basic and essential process used by eukaryotic cells to internalize, actively and specifically, a wide range of molecules. To date, several endocytic routes have been characterized, but the only well studied pathway is clathrin-dependent. This study focuses on a poorly characterized mechanism, the clathrin-independent endocytosis, used by several cytokine receptors such as the interleukin 2 receptors (IL-2R). Previously, my lab identified 8 factors in this process, most of them are related to actin polymerization and dynamin. We now know that the activation of the RhoGTPase Rac1 is required to induce Paks that regulate cortactin, N-WASP recruitment and actin polymerization essential for IL-2R uptake. However, upstream factors involved in the Rac-Pak cascade were unknown and the actin cytoskeleton function poorly characterised. During my PhD, I showed that IL-2R and the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) interact, leading to the local production of phosphatidylinositol (3,4,5)-triphosphate (PIP3) and the recruitment by this lipid of the RacGEF Vav2, an activator of Rac1. In addition, I showed that activated Rac1 was able to interact with PI3K allowing the local activation of the Rac-Pak cascade during IL-2R entry. These published data highlight the dual role of PI3K as a regulator of both IL-2R endocytosis and IL-2 signaling. In an attempt to identify new actors involved in the endocytosis of IL-2R, I then performed a small interfering RNA (siRNA) screening, targeting 324 proteins involved mainly in membrane deformation. From this screening we identified 65 proteins and among them we found the WAVE complex as a new factor implicated in IL-2R uptake. Interestingly, to be recruited and activated at the plasma membrane, the WAVE complex required Rac1 and PI3K, two proteins essentials during IL-2R entry. First, I confirmed the results obtained from the screening and found that IL-2R can interact with the WAVE complex. In addition, I observed an early involvement of this complex during IL-2R uptake, which could be needed for the localization of the receptor at the basis of plasma membrane protrusions. These results reveal a new model for the formation of endocytic vesicles: IL-2R is recruited at the basis of WAVE-induced membrane protrusions initiating the pit and vesicle.

Les phosphoinositides sont des phospholipides constituant des membranes cellulaires eucaryotes qui participent entre autres à la transmission de certains signaux extracellulaires dans le milieu intracellulaire. Désormais, un contrôle rigoureux et constant de leur métablisme par des enzymes est primordial pour assurer le bon fonctionnement de l'activité cellulaire. La 5-phosphatase SHIP2 est une enzyme capable d'hydrolyser certains de ces phosphoinositides dont le PtdIns(3,4,5)P3. Ce dernier, produit majoritaire d'une famille d'enzymes dénommées les PI(3)K, gouverne un large éventail de fonctions cellulaires dont la prolifération et le métabolisme énergétique. Deux souris knock-out pour SHIP2 ont été rapportées. La première présente une invalidation conjointe, accidentelle, des gènes INPPL1 et PHOX2A ;à l'état homozygote elle conduit à une létalité précoce. L'hétérozygote est viable et hypersensible à l'insuline. La seconde, caractérisée par l'invalidation unique d'INPPL1, est viable à l'état homozygote. D'un point vue phénotypique, cette souris ne montre pas d'altération majeure du métabolisme du glucose sous un régime conventionnel, mais un retard de croissance et une anomalie de la face. Elle est aussi protégée de l'obésité et de l'insulinorésistance induite par un régime riche en graisse.<p>Pour lever la controverse quant au rôle de SHIP2 in vivo chez la souris, le laboratoire hôte a généré un nouveau modèle, la souris SHIP2Δ/Δ, génétiquement modifiée pour exprimer une protéine SHIP2 tronquée dépourvue d'activité catalytique. L'analyse phénotypique de cette souris SHIP2Δ/Δ a permis de confirmer le retard de croissance et l'anomalie craniofaciale observés précédemment. Elle a aussi mis en évidence une réduction de la masse musculaire, de la masse adipeuse et une atrophie du tractus génital femelle. Le métabolisme du glucose et la sensibilité à l'insuline de la souris SHIP2Δ/Δ ne sont que peu affectés. Nous avons ensuite évalué la capacité du mutant SHIP2Δ à corriger l'insulinorésistance consécutive à une réduction de moitié de l'activité PI(3)K de classe IA in vivo chez la souris. L'expression du mutant SHIP2Δ sur ce fond génétique permet de rétablir un métabolisme glucidique normal mais cette récupération ne semble cependant pas s'opérer par la restauration de la phosphorylation de la PKB/Akt. D'autre part, les anomalies du développement de la souris SHIP2Δ/Δ sont maintenues sur ce fond génétique et accompagnées d'une hypertrophie cardiaque. Désormais, les effets de l'inactivation de SHIP2 in vivo chez la souris ne semblent pas être la seule conséquence d'une hyperactivation de la voie PI(3)K de classe IA suite à la perte d'une voie de dégradation du PtdIns(3,4,5)P3. <p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse vise à démontrer l’importance de la PI 3-kinase dans la régulation hormonale de la réabsorption rénale du sodium. Ce contrôle extrêmement précis, notamment par l’aldostérone, s’effectue au niveau du néphron distal. Nous avons utilisé comme modèle l’épithélium de cellules A6, dérivées du tubule distal de Xenopus Laevis. Le transport unidirectionnel de sodium s’effectue en deux étapes: depuis, l’entrée à partir du milieu luminal par des canaux sodiques épithéliaux (ENaCs) insérés dans la membrane apicale, jusqu’à la sortie vers le liquide extracellulaire par des pompes Na+/K+-ATPases, situées dans la membrane basolatérale. L’insuline augmente ce transport de sodium et la PI 3-kinase semble assurer un rôle-clef.<p>Nous avons étudié l’importance de chacun des 3-phosphoinositides produits par la PI 3-kinase, sur le transport du sodium en ajoutant au milieu cellulaire des formes «perméantes» de ces phospholipides. Parmi ceux-ci, le PIP3 et dans une moindre intensité le PI(3,4)P2 augmentent ce transport. En revanche, le PI3P, le PI(3,5)P2, ainsi que le PI(4,5)P2 n’ont pas d’effet sur lui. Nous avons démontré par la technique du Western blot que la 3-phosphatase PTEN est exprimée dans les cellules A6. Cette phosphatase déphosphoryle le PIP3 en PI(4,5)P2. Nous avons surexprimé PTEN dans les cellules A6. Ceci réduit l’augmentation du transport du sodium induite par l’insuline, ainsi que celle induite par addition de la forme «perméante» de PIP3. <p>Nous avons ensuite vérifié si d’autres agents qui activent la PI 3-kinase, stimulent également le transport de sodium à travers cet épithélium. A cette fin, nous avons d’abord vérifié que l’EGF et le peroxyde d’hydrogène, connus pour stimuler la PI 3-kinase dans d’autres systèmes, activent également cette enzyme dans les cellules A6. Tous deux augmentent ce transport. L’importance de l’augmentation induite par H2O2 est comparable à celle de l’insuline, tandis que l’effet de l’EGF est plus transitoire. Un dosage d’activité de la PI 3-kinase, nous a permis de démontrer que l’intensité de l’activation de la PI 3-kinase est corrélée avec l’amplitude de l’augmentation du transport du sodium. Par comparaison avec l’effet de l’insuline et de l’H2O2, l’EGF augmente faiblement l’activité de la PI 3-kinase et induit une faible augmentation du transport. <p>Nous avons également examiné si la voie des MAPK influence la stimulation du transport du sodium par ces différents agents. Cette voie ne semble pas impliquée dans l’effet de l’insuline ou du peroxyde d’hydrogène. Par contre, elle diminue la stimulation du transport de sodium par l’EGF. L’effet de l’EGF sur le transport semble résulter d’un compromis entre l’activation de la voie de la PI 3-kinase qui l’augmente et l’activation de la voie des MAPK qui le diminue.<p>En conclusion, une augmentation de PIP3, soit par addition de PIP3 exogène, soit par augmentation endogène sous l’effet de l’insuline ou d’autres agents stimulant la PI 3-kinase, augmente le transport du sodium tandis qu’une diminution de PIP3 endogène (par surexpression de PTEN) le diminue. L’importance de l’activation de la PI 3-kinase est quantitativement corrélée avec l’importance de l’augmentation du transport du sodium. La PI 3-kinase est donc un médiateur-clef de la régulation rénale de ce transport.<p> / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished