Etude du rôle des protéines de la famille TSPO dans l’élimination des organelles au cours de l’érythropoiïèse humaine.
Responsable du Stage : Dr. Sophie Lefevre
mail : sophie.lefevre@inserm.fr
Résumé du Projet de Stage
L’érythropoïèse terminale correspond à la différenciation, dans la moelle osseuse, d’un proérythroblaste en réticulocyte puis en globule rouge mature. Au cours de la différentiation, les mitochondries vont être progressivement éliminées, et le noyau est éliminé par une division cellulaire asymétrique pour former le réticulocyte.
TSPO1 est une protéine de la membrane externe des mitochondries impliquée dans le transport du choléstérol vers la mitochondrie. Nous avons montré qu’une baisse d’expression de cette protéine cause un ralentissement de l’élimination des mitochondries par inhibition de l’activation de la voix de mitophagie dépendante de PINK1/PARKIN. Si la cinétique de différenciation n’est pas altérée, la répression traductionnelle de TSPO1 conduit à un défaut d’énucléation associé à un défaut de concentration de la chromatine et l’accumulation d’érythroblastes polynucléés (Moras et al. 2020).
TSPO2 est un paralogue de TSPO1, découvert plus récemment et dont l’expression est restreinte à la lignée érythroïde. Une mutation perte de fonction de cette protéine cause le même phénotype que la répresssion traductionelle de TSPO1 au cours de l’érythropoïèse. De plus, il a été observé dans ces cellules une perturbation de la répartition intracellulaire de cholestérol (Kiatpakee et al. 2020).
Notre hypothèse est que le transport et la répartion intracellulaire de cholestérol sont modulés par les protéines de la famille TSPO au cours de l’érythropoïèse humaine et sont importants pour l’élimination correcte des organelles et du noyau. Le cholestérol est un lipide important pour la fluidité des membranes et aussi pour l’organisation de domaines membranaies fonctionnels tels que les radeaux lipidiques à la membrane plasmique (transport, fusion de membrane, récepteurs) et les MAM et NAM, zones de proximité entre les mitochondries et le RE ou le noyau (transfert de lipides, d’ions, plateformes de signalisation).
Nous nous proposons d’étudier cette hypothèse en réprimant l’expression des deux protéines TSPO1 et TSPO2 dans des cellules primaires et dans des lignées cellulaires capables de se différencier et d’étudier la fonction de ces plateformes riches en cholesterol et la communication inter-organelle au cours de l’érythropoïèse humaine. Ce phénotype associé au défaut d’énucléation est également très proche du phénotype observé dans certains syndromes myélodysplasiques avec réticulocytopénie et hyperplasie érythroïde. En collaboration avec différents services d’hématologie, nous étudierons ces pathologies dans l’idée de mieux comprendre les mécanismes de cette dysérythropoïèse.
Techniques utilisées : purification de cellules souches hématopoïétiques, culture cellulaire et différenciation in vitro de cellules primaires ou lignées cellulaires de type érythroïde, cytométrie en flux, trieur de cellules, microscopie confocale, Western-blot, fractionnement sub-cellulaire
Dernières Publications en lien avec le projet :
- Martino, S., et al. (2021). « Deficient mitophagy pathways in sickle cell disease. » Br J Haematol 193(5): 988-993.
- Moras, M., et al. (2021). « Human erythroid differentiation requires VDAC1-mediated mitochondrial clearance. » Haematologica.
- Moras, M., et al. (2020). « Downregulation of Mitochondrial TSPO Inhibits Mitophagy and Reduces Enucleation during Human Terminal Erythropoiesis. » Int J Mol Sci 21(23).
Ce projet s’inscrit-il dans la perspective d’une thèse :
Non x
Intitulé de l’Unité : UMR_S1134 Biologie Intégrée du Globule Rouge
Intitulé de l’Equipe : Physiologie du Globule Rouge Normal et Pathologique
Nom du Responsable de l’Unité : Dr. Yves Colin-Aronovicz
Nom du Responsable de l’Équipe : Pr. Caroline Le van Kim
Adresse : Site Broussais 75014 Paris