Implication de l'inflammasome NLRP3 dans la sécrétion non conventionnelle de la protéine FADD
Implication of the NLRP3 inflammasome in the unconventional secretion of the FADD protein
par Sara MOUASNI sous la direction de Léa TOURNEUR
Thèse de doctorat en Immunologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Wednesday 21 November 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Aspect immunologique
  • Inflammation
  • Rhumatisme
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Mots clés
Fadd, Sécrétion, Inflammasome, Nlrp3, Microvésicule, Polyarthrite rhumatoïde, Goutte
Resumé
FADD (FAS-Associated Death Domain) est la protéine adaptatrice clé de l'apoptose via les récepteurs de mort. Elle est également impliquée dans d'autres types de mort cellulaire, mais aussi dans des mécanismes de survie, la prolifération et le cycle cellulaire. C'est donc une protéine régulatrice de la vie et de la mort et un changement de son expression peut avoir de graves conséquences physiopathologiques. Par exemple, l'équipe a montré que l'expression de la protéine FADD pouvait être perdue dans des biopsies de cancer du poumon et que cette perte était corrélée à la sécrétion de la protéine FADD dans le milieu extracellulaire. Cette sécrétion étant associée à l'agressivité et au développement tumoral, il apparaît important de comprendre quels sont les mécanismes moléculaires impliqués dans ce processus. En plus de son rôle dans la cancérogenèse, FADD est aussi impliquée dans l'immunité innée et l'inflammation. En effet, FADD participe à l'activation de l'inflammasome NLRP3 via les trois voies décrites : canonique, non canonique et alternative. L'inflammasome NLRP3 est un gros complexe multiprotéique composé de la protéine senseur NLRP3, de la protéine adaptatrice ASC et de la pro-caspase-1, qui s'assemble en réponse à des signaux de stress ou de danger. Il conduit à l'activation de réponses inflammatoires médiées par la caspase-1, telles que le clivage et la sécrétion non conventionnelle de la cytokine pro-inflammatoire interleukine-1 beta (IL-1b). L'inflammasome NLRP3 a été largement impliqué dans le développement et la progression de plusieurs rhumatismes inflammatoires chroniques comme la goutte et, plus récemment, la polyarthrite rhumatoïde (PR). Des protéines participant au complexe NRLP3 telles que ASC et la caspase-1 peuvent être co-sécrétées avec l'IL-1b, sous la régulation de l'inflammasome NLRP3. Puisque FADD participe à son activation, les objectifs de ma thèse étaient d'étudier l'implication de l'inflammasome NLRP3 dans la sécrétion de FADD ; puis de caractériser la ou les voie(s) de sécrétion de la protéine FADD ; et enfin de déterminer si cette sécrétion pouvait être retrouvée in vivo dans des pathologies rhumatismales. Pour cette étude, nous avons utilisé la lignée monocytaire humaine THP-1, modèle classique d'étude de l'inflammasome NLRP3. Nous avons montré que la protéine FADD est sécrétée suite à la stimulation de l'inflammasome NLPR3 par des activateurs des voies canonique (nigéricine, ATP, cristaux) et non canonique (Escherichia coli entéropathogène) mais pas alternative (lipopolysaccharide). Cette sécrétion de FADD requière un efflux de potassium. A l'aide de la technique CRISPR/Cas9, nous avons montré que la sécrétion nécessite également les protéines NLRP3, ASC et caspase-1. De plus, nous avons identifié la protéine FADD comme une protéine sécrétée de façon non conventionnelle dans des microvésicules dérivées de la membrane plasmique, mais pas dans des exosomes. Ces vésicules contiennent également les protéines IL-1b, NLRP3, ASC et caspase-1. Ces résultats ont été replacés dans un contexte physiopathologique puisque des monocytes sanguins de donneurs sains sécrètent également FADD suite à l'activation canonique de l'inflammasome NLRP3. La sécrétion par des monocytes de patients atteints de PR est augmentée et de fortes concentrations de protéine FADD sont détectées dans le sérum de patients atteints de PR (cohorte ESPOIR) mais pas de donneurs sains. Dans cette cohorte, la concentration de FADD sérique est corrélée à l'évolution de l'érosion osseuse articulaire des patients. De plus, de fortes concentrations de protéine FADD sont également détectées localement dans le liquide articulaire de patients atteints de PR et de goutte, mais pas d'arthrose (pathologie peu inflammatoire). Ces concentrations sont positivement corrélées à l'état inflammatoire de l'articulation. Ainsi, la protéine FADD sécrétée serait un nouveau marqueur de l'inflammation dans ces pathologies rhumatismales.