Involvement of LEI/L-DNase II pathway in light-induced retinal degeneration

Retinal degenerations, a major cause of visual loss in people over 50 years old in industrialized countries, are characterized by the death of photoreceptors. Although they have various origins (genetic, oxidative), these diseases share a common physiopathological mechanism, i.e. death by apoptosis of the photoreceptors. Apoptosis is a programmed cell death mechanism, which results in the destruction of nuclear DNA. Two molecular pathways of apoptosis are known to date: the caspase-dependent pathway, involved in numerous apoptosis models, and caspase-independent pathways, which activate proteases other than caspases. Caspases are intracellular cysteine proteases. Our study focuses on a caspase-independent pathway: the LEI (Leukocyte Elastase Inhibitor)/LDNase II pathway in a light-induced retinal degeneration model, a model of apoptosis which does not involve the activation of caspases. When subjected to certain apoptosis-inducing factors, LEI, a cytoplasmic protein with anti-protease activity, undergoes post-translational modification and nuclear translocation, producing L-DNase II, a nuclear protein with endonuclease activity. Evidence of the involvement of the LEI/L-DNase II pathway in this model of retinal degeneration was provided by immunohistochemistry studies and immunoblot analyses, correlated to the endonuclease activity of rat retinal extracts exposed to continuous illumination. Further studies are currently under way, to determine the importance of this pathway in photoreceptor death, and to identify partner proteins able to activate LEI into L-DNase II in this model of apoptosis.Les dégénérescences rétiniennes, cause majeure de cécité chez les personnes âgées de plus de 50 ans dans les pays industrialisés, se traduisent par une perte des photorécepteurs. Malgré des origines diverses (génétiques, oxydatives), ces affections présentent un mécanisme physiopathologique commun : la mort par apoptose des photorécepteurs. L'apoptose est un mécanisme de mort cellulaire programmée qui aboutit à la dégradation de l'ADN nucléaire. Deux types de voies moléculaires de l'apoptose sont actuellement reconnus : la voie des caspases, protéases à cystéine, qui est impliquée dans de nombreux modèles d'apoptose et les voies indépendantes des caspases qui mettent en jeu différentes protéines impliquées dans l'apoptose. Notre travail consiste à étudier une voie indépendante des caspases, la voie de la LEI (Leucocyte Elastase Inhibitor)/L-DNase II dans un modèle de dégénérescence rétinienne induite par la lumière, modèle d'apoptose pour lequel les caspases ne sont pas activées. Sous l'effet de certains inducteurs de l'apoptose, la LEI, protéine cytoplasmique à activité anti-protéase, subit une modification post-traductionnelle et une nucléarisation: elle se transforme en L-DNase II, protéine nucléaire à activité endonucléase. Les résultats d'études immunohistochimiques et d'immunoblot, corrélés à la mesure de l'activité endonucléase dans les extraits de rétine des rats soumis à une illumination continue montrent l'implication de la voie de la LEI/L- DNase II dans ce modèle de dégénérescence rétinienne. Des travaux sont en cours pour déterminer l'importance de cette voie dans la mort des photorécepteurs et pour définir des protéines partenaires capables d'activer la LEI en L-DNase II dans ce modèle d'apoptose