Implication du système protéolytique neutre calcium-dépendant au cours de l'adhésion et de la migration des cellules myogéniques et lors de l'invasion tumorale

La micro- et la milli-calpaïne sont des protéases, membres du système protéolytique calcium-dépendant qui est constitué de quatorze enzymes. Ces deux isoformes ubiquitaires sont impliquées dans de nombreux phénomènes biologiques dont myogenèse. Elles interviennent notamment lors de la migration et de la fusion des myoblastes. Les calpaïnes sont également impliquées das différente pathologies telles que certaines dystrophies musculaires, la maladie d'alzheimer et lors du développement de certains cancers. Afin d'appréhender le rôle de ces enzymes au cours des phénomènes migratoires normaux et pathologiques, nous nous sommes proposés 1) d'étudier le rôle de chacune des calpaïnes lors de l'adhésion et de la migration des myoblastes, 2) de stimuler la migration des cellules myogéniques en agissant sur les calpaïnes et 3) d'étudier le rôle de ces enzymes lors de l'invasion de cellules tumorales de phénotype musculaire, les rhabdomyosarcomes (RMS). Les résultats obtenus démontrent que la micro-et la milli-calpaïne sont fortement impliquées dans l'adhésion et l'étalement des myoblastes, leurs rôles respectifs seraient différents au cours de ces phénomènes. L'addition de facteur de croissance tels que l'IGF-1, le TGF-béta1 et l'insuline augmente la migration des myoblastes en stimulant l'expression et l'activité de la milli-calpaïne via la voie ERK/MAPK. Dans les RMS, le système protéolytique calcium-dépendant est fortement perturbé, il en résulte une activité exacerbée des calpaïnes. L'inhibition de l'activité de ces enzymes réduit fortemnt les capacités invasives de ces cellules ce qui suggère l'implication des calpaïnes lors de la dissémination métastatique.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Etude de l'implication du système protéolytique calcium dépendant dans la migration de la cellule myogénique

Le travail présenté s'inscrit dans la thématique générale du laboratoire "Protéolyse, Croissance et Développement Musculaire". Au sein de cette thématique, nous nous intéressons plus particulièrement au système protéolytique calcium dépendant en relation avec la migration de la cellule myogénique. Au cours de ce travail nous nous sommes intéressés plus particulièrement à deux enzymes: la -calpaïne et la m-clpaïne, deux protéases ubiquitaires susceptibles d'être impliquées dans les phénomènes migratoires. En effet les résultats obtenus en utilisant une lignée de myoblastes de souris (C2C12) ont montré que l'inhibition de ces protéases induisait une diminution significative de la migration, de l'adhésion et de l'étalement cellulaire. Toutefois, il apparaît clairement que chacune de ces enzymes joue un rôle différent dans la motilité de la cellule myogénique, ceci, probablement en fonction de leur localisation lors de la migration, de l'adhésion et de l'étalement. Des expériences complémentaires ont mis en évidence leurs implications dans l'organisation du cytosquelette d'actine et ont permis d'identifier des substrats de ces enzymes au cours de la migration. Les informations issues de ces recherches nous permettent de mieux appréhender l'action des facteurs itervenant dans les processus migratoires de la cellule myogénique. En outre, ils suggèrent que les deux isoformes des calpaïnes ubiquitaires régulent très étroitement la migration, l'adhésion et l'étalement des myoblastes via le clivage de protéines essentielles comme MARCKS et d'autres protéines impliquées dans l'organisation et/ou la ré-organisation du cytosquelette d'actine.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Protéolyse calcium dépendante et myogénèse (étude de la régulation du gène capn2 et du rôle des calpaïnes ubiquitaires au cours de la migration des myoblastes)

Les calpaïnes ubiquitaires qui constituent le système protéolytique neutre calcium dépendant interviennent dans une grande variété de processus cellulaires. Bien que leurs fonctions physiologiques ne soient pas entièrement élucidées, leur implication dans les stades précoces de la myogénèse semble bien établie. L'objectif de ce travail était d'étudier la régulation transcriptionnelle de ces enzymes au cours du processus de fusion et d'appréhender leur(s) rôle(s) lors de la migration des myoblastes. Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à confirmer le röle clef de la m-calpaïne lors de la fusion des myoblastes grâce à la mise en place d'un nouveau protocole de culture cellulaire. Nos différentes approches expérimentales ont ensuite permis de démontrer que le gène codant pour cette protéase (capn2) était transactivé par les facteurs de transcription spécifiques du muscle au cours de la myogénèse. En outre, il apparaît clairement que les calpaïnes ubiquitaires sont impliquées au moment de la migration des cellules musculaires, étape étroitement liée au processus de fusion, via le clivage des protéines associées au réseau d'actine comme la MARCKS.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Interaction(s) MARCKS/Protéolyse calcium dépendante lors de la migration des myoblastes

National audienc

Calcium dependent proteolysis and muscle cell motility

National audienc

Régulation de la migration des cellules musculaires par le système protéolytique neutre-calcium dépendant

National audienc

Involvement of calpains in growth factor-mediated migration

International audienc

Myoblast attachment and spreading are regulated by different patterns by ubiquitous calpains

April 2006 International audienc

Involvement of the ERK/MAP kinase signalling pathway in milli-calpain activation and myogenic cell migration

International audienc

Involvement of calpains in growth factor-mediated migration

International audiencePrevious research in our laboratory has already shown the importance of the role played by ubiquitous calpains during myoblast migration. The aim of this study was to investigate calpain expression during myoblast migration and, to enhance this phenomenon via calpain stimulation. Ubiquitous calpains are members of a large family of calcium-dependent cysteine proteases. They play an important role in numerous biological and pathological phenomena, such as signal transduction, apoptosis, cell-cycle regulation, cell spreading, adhesion, invasion, myogenesis, and motility. Myoblast migration is a crucial step in myogenesis, as it is necessary for myoblast alignment and fusion to form myotubes. This study started by examining changes in calpain expression during migration, then investigated the possibility of activating myoblast migration via the stimulation of calpain expression and/or activity. The migration rate of myoblasts overexpressing mu- or milli-calpain was quantified. The results showed that calpain overexpression dramatically inhibited myoblast migration. Growth-factor treatments were then used to enhance myoblast migration. The results showed that treatment with IGF-1, TGF-beta1, or insulin induced a major increase in migration and caused a significant increase in m-calpain expression and activity. The increase in migration was totally inhibited by adding calpeptin, a calpain-specific inhibitor. These findings suggest that milli-calpain is involved in growth factor-mediated migration