Décryptage du rôle de la dynamique des membranes nucléaires afin de comprendre le comportement des cellules cancéreuse

Abstract

Des malformations de l’enveloppe nucléaire sont observées dans des maladies de dystrophie musculaire ainsi que dans certains types de cancer tels que le cancer du sein ou du rein. Les mécanismes impliqués dans le maintien de la morphologie de l’enveloppe nucléaire sont basés sur des interactions protéo-lipidiques. Il a été démontré récemment que les propriétés physiques de lipides spécifiques jouent un rôle dans le processus de formation de l’enveloppe nucléaire chez le modèle de l’oursin. Afin de comprendre l’implication des lipides dans la régulation de l’architecture de l’enveloppe nucléaire nous avons utilisé les méthodes quantitatives de spectrométrie de masse et de résonance magnétique nucléaire (RMN) afin d’étudier la composition lipidique et les propriétés dynamiques de l’enveloppe nucléaire. L’extraction de noyaux a été effectuée à partir de cellules humaines de rein, les HEK 293T. Une extraction physique basée sur un traitement de pression et un gradient de sucrose a été optimisée afin d’obtenir une large quantité de noyaux intacts (lipides de l’enveloppe nucléaire) requis pour nos expériences. Ces noyaux purifiés comprennent un minimum de débris cellulaires, de réticulum endoplasmique et de l’appareil de golgi. Les lipides nucléaires sont ensuite extraits en utilisant une méthode Folch modifiée. Des expériences de RMN des liquides ont montré que l’enveloppe nucléaire était composée de nombreux types de phospholipides et dont la phosphatidylcholine était le lipide majoritaire. Par ailleurs, nous avons observé une grande quantité de phosphatidilinositol en comparaison avec d’autres types de membranes. Les expériences de spectrométrie de masse ont permis de mettre en évidence que la membrane nucléaire était composée majoritairement de lipides très insaturés et de chaines comportant en moyenne 34 atomes de carbone. Les analyses de RMN du solide effectuées sur des membranes reconstituées à partir des lipides nucléaires ont permis de mettre en évidence des propriétés physiques atypiques. La température de transition de phase fluide-gel est particulièrement faible et large à -10°C ±15°C. Ce phénomène est certainement dû à la présence de nombreuses espèces de lipides et de nombreuse insaturations. Par ailleurs, à 25°C, les membranes reconstituées de lipides nucléaires sont plus rigides que des membranes modèles classiques ce qui implique une plus large épaisseur de membrane. Enfin, les liposomes de membranes reconstituées ont montré une très importante déformation en ellipsoide de type prolate, dans les champs magnétiques, ce qui est particulièrement rare pour des membranes biologiques et ce qui suggère une importante élasticité de courbure de la membrane.