Analyse des mécanismes moléculaires impliqués dans la purge cytoplasmique des entérocytes

Nous sommes en interaction constante avec notre environnement. Une des plus grandes surfaces d’échange se situe au niveau de l’intestin par lequel transite la nourriture, qui peut être contaminée par des microorganismes ou par des substances toxiques. Ainsi, outre une fonction métabolique, les cellules épithéliales de l’intestin (entérocytes) présentent une fonction de protection.

Nous nous intéressons aux réactions des entérocytes face à des agressions variées, en utilisant le modèle de la drosophile. Dans ce cadre, nous avons découvert un mécanisme de purge de l’épithélium intestinal, permettant la protection des mouches. Ainsi, des infections bactériennes et l’ingestion de certains xénobiotiques provoquent un amincissement de l’épithélium, par l’extrusion limitée du cytoplasme des entérocytes dans la lumière de l’intestin. Une phase de récupération permet d’activer des mécanismes de compensation métabolique remarquablement rapides. Nous avons démontré que ce processus d’extrusion cytoplasmique couplé à une récupération rapide est aussi induit chez les abeilles, les souris et des cellules humaines intestinales en culture (Lee KZ et al. Cell Host Microbe. 2016 Dec 14;20(6):716-730).

Les mécanismes moléculaires intervenant dans la phase d’amincissement de l’épithélium restent totalement inconnus. En entamant un crible génétique par interférence à l’ARN (RNAi) spécifiquement dans l’intestin adulte, nous avons obtenu des résultats préliminaires permettant d’identifier des gènes potentiellement importants pour l’amincissement des entérocytes.

Le travail proposé pour cette thèse consistera à terminer le crible génétique commencé. En parallèle, pour caractériser les facteurs impliqués dans les modifications morphologiques des cellules au cours de cette phase d’amincissement, la dynamique du cytosquelette d’actine, de tubuline et des molécules associées sera étudiée grâce à divers rapporteurs fluorescents. Tous les facteurs identifiés (par RNAi ou rapporteurs) pourront être confirmés par différentes approches (mutation par CrispR-Cas9, PCR quantitatives, usage d’anticorps…). Lorsque les gènes candidats seront confirmés chez la drosophile, les homologues vertébrés seront étudiés en culture de cellules humaines (Caco2), en étudiant leur niveau d’expression, leur localisation, et l’inhibition de leur fonction par RNAi.

Dans l’ensemble, l’identification des aspects moléculaires de ce nouveau type de réponse au stress dans les cellules intestinales permettra de mieux appréhender la complexité des réactions en jeu dans les entérocytes, dans un contexte physiologique ou inflammatoire.

 

Contact : Dominique Ferrandon

D.Ferrandon@ibmc-cnrs.unistra.fr

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