| Resumé |
L'autophagie est un processus conservé dans l'évolution participant activement au maintien de l'homéostasie cellulaire. Chacune des cellules du corps humain est ainsi capable de dégrader une partie de son matériel intracellulaire en l'incorporant dans une vésicule à double membrane, appelée autophagosome, destinée à fusionner avec le lysosome, afin de permettre la dégradation et le recyclage des composants incorporés. De nombreuses pathologies, comme les cancers sont associées à des dérégulations du processus autophagique, rendant la compréhension des mécanismes moléculaires associés à cette voie indispensable pour le développement de nouvelles thérapies. La formation de l'autophagosome, première étape de la voie autophagique, est initiée lorsque la cellule est en situation de stress, comme lors d'une déprivation en nutriments, et se déroule à la surface du réticulum endoplasmique (RE). La membrane du RE est capable de former des contacts dynamiques avec d'autres organelles, notamment pour permettre l'échange de molécules. Les endosomes sont des structures membranaires essentielles pour le trafic intracellulaire, permettant la communication entre le milieu interne et externe et sont donc mobilisées lors d'une réponse à un stress environnant. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée au rôle des endosomes lors des étapes précoces de la voie autophagique en étudiant leur capacité à former des sites de contact membranaires avec le RE, à la suite d'un stress nutritionnel. Dans un premier temps, je me suis intéressée aux adaptations morphologiques du système endosomal à la suite d'une déprivation en nutriments. J'ai pu démontrer qu'en réponse à l'induction d'autophagie, une population d'endosomes tubulaient grâce aux protéines SNX1 et SNX2. Ces endosomes tubulaires peuvent ensuite former des contacts avec le RE pour participer à la biogénèse de l'autophagosome. Puis, grâce à l'utilisation et l'optimisation de plusieurs techniques (microscopie d'expansion, purification biochimique d'organelles, split-TurboID, vidéo-microscopie, FRAP, ligation de proximité, microscopie électronique), j'ai pu documenter et caractériser la dynamique et le rôle des sites de contact RE-endosomes (EERCS) nécessaires à la formation des autophagosomes. Ainsi, j'ai découvert que les EERCS se forment au niveau de régions spécifiques, bloquant ainsi le trafic des protéines néosynthétisées. La morphologie de ces contacts semble indiquer que les endosomes adoptent une forme particulière permettant d'isoler le site de création de l'autophagosome par rapport au reste du cytoplasme. Cette isolation permet de favoriser une accumulation locale de calcium et induit la transition de phase des protéines présentes dans cet espace confiné. Ces changements locaux des propriétés physico-chimiques permettent la formation et la fusion de nano-vésicules, donnant ainsi naissance à la membrane primaire permettant de créer l'autophagosome. De façon intéressante, la stabilisation artificielle de ces contacts induit une inhibition de l'autophagie, ce qui souligne l'importance de la dynamique dans ce système. Cette étude est la première à reporter un rôle des sites de contact dans la création de sous-compartiments avec des propriétés chimiques isolées du cytoplasme. De plus, ces résultats permettent de réconcilier beaucoup d'hypothèses concernant l'origine des autophagosomes, dont la nature des membranes requises et la localisation intracellulaire. Enfin, j'ai mis en évidence que les cellules cancéreuses provenant de leucémies aiguës myéloïdes formaient plus de EERCS pour avoir une réponse autophagique efficace. Cette dernière observation permet de mettre en lumière une nouvelle voie d'investigation thérapeutique en incitant la recherche médicale à s'intéresser aux sites de contact membranaires dans un cadre pathologique. |