CD44-Mediated Activaton of α5β1-Intergrin, Cortactin and Paxillin Signaling Underpins Ashesion of basal-like breat cancer cells to Endotherlium and Fibronectin- enriched Matrices

CD44 expression is elevated in basal-like breast cancer (BLBC) tissue, and correlates with increased efficiency of distant metastasis in patients and experimental models. We sought to characterize mechanisms underpinning CD44-promoted adhesion of BLBC cells to vascular endothelial monolayers and extracellular matrix (ECM) substrates. Stimulation with hyaluronan (HA), the native ligand for CD44, increased expression and activation of β1-integrin receptors, and increased α5-integrin subunit expression. Adhesion assays confirmed that CD44-signalling potentiated BLBC cell adhesion to endothelium and Fibronectin in an α5B1-integrin-dependent mechanism. Co-immunoprecipitation experiments confirmed HA-promoted association of CD44 with talin and the β1-integrin chain in BLBC cells. Knockdown of talin inhibited CD44 complexing with β1-integrin and repressed HA-induced, CD44-mediated activation of β1-integrin receptors. Immunoblotting confirmed that HA induced rapid phosphorylation of cortactin and paxillin, through a CD44-dependent and β1-integrin-dependent mechanisms. Knockdown of CD44, cortactin or paxillin independently attenuated the adhesion of BL-BCa cells to endothelial monolayers and Fibronectin. Accordingly, we conclude that CD44 induced, integrin-mediated signaling not only underpins efficient adhesion of BLBC cells to BMECs to facilitate extravasation but initiates their adhesion to Fibronectin, enabling penetrant cancer cells to adhere more efficiently to underlying Fibronectin-enriched matrix present within the metastatic niche.

The pyrrolo-1,5-benzoxazepine, PBOX-6, inhibits the growth of breast cancer cells in vitro independent of estrogen receptor status and inhibits breast tumour growth in vivo

Members of a novel series of pyrrolo-1,5-benzoxazepine (PBOX) compounds have been shown to induce apoptosis in a number of human leukemia cell lines of different haematological lineage, suggesting their potential as anti-cancer agents. In this study, we sought to determine if PBOX-6, a well characterised member of the PBOX series of compounds, is also an effective inhibitor of breast cancer growth. Two estrogen receptor (ER)-positive (MCF-7 and T-47-D) and two ER-negative (MDA-MB-231 and SK-BR-3) cell lines were examined. The 3,4,5-dimethylthiazol-2-yl-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT) assay was used to determine reduction in cell viability. PBOX-6 reduced the cell viability of all four cell lines tested, regardless of ER status, with IC(50) values ranging from 1.0 to 2.3 microM. PBOX-6 was most effective in the SK-BR-3 cells, which express high endogenous levels of the HER-2 oncogene. Overexpression of the HER-2 oncogene has been associated with aggressive disease and resistance to chemotherapy. The mechanism of PBOX-6-induced cell death was due to apoptosis, as indicated by the increased proportion of cells in the pre-G1 peak and poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) cleavage. Moreover, intratumoural administration of PBOX-6 (7.5 mg/kg) significantly inhibited tumour growth in vivo in a mouse mammary carcinoma model (p=0.04, n=5, Student's t-test). Thus, PBOX-6 could be a promising anti-cancer agent for both hormone-dependent and -independent breast cancers.

Free fatty acid receptors:structural models and elucidation of ligand binding interactions

BACKGROUND: The free fatty acid receptors (FFAs), including FFA1 (orphan name: GPR40), FFA2 (GPR43) and FFA3 (GPR41) are G protein-coupled receptors (GPCRs) involved in energy and metabolic homeostasis. Understanding the structural basis of ligand binding at FFAs is an essential step toward designing potent and selective small molecule modulators.

RESULTS: We analyse earlier homology models of FFAs in light of the newly published FFA1 crystal structure co-crystallized with TAK-875, an ago-allosteric ligand, focusing on the architecture of the extracellular binding cavity and agonist-receptor interactions. The previous low-resolution homology models of FFAs were helpful in highlighting the location of the ligand binding site and the key residues for ligand anchoring. However, homology models were not accurate in establishing the nature of all ligand-receptor contacts and the precise ligand-binding mode. From analysis of structural models and mutagenesis, it appears that the position of helices 3, 4 and 5 is crucial in ligand docking. The FFA1-based homology models of FFA2 and FFA3 were constructed and used to compare the FFA subtypes. From docking studies we propose an alternative binding mode for orthosteric agonists at FFA1 and FFA2, involving the interhelical space between helices 4 and 5. This binding mode can explain mutagenesis results for residues at positions 4.56 and 5.42. The novel FFAs structural models highlight higher aromaticity of the FFA2 binding cavity and higher hydrophilicity of the FFA3 binding cavity. The role of the residues at the second extracellular loop used in mutagenesis is reanalysed. The third positively-charged residue in the binding cavity of FFAs, located in helix 2, is identified and predicted to coordinate allosteric modulators.

CONCLUSIONS: The novel structural models of FFAs provide information on specific modes of ligand binding at FFA subtypes and new suggestions for mutagenesis and ligand modification, guiding the development of novel orthosteric and allosteric chemical probes to validate the importance of FFAs in metabolic and inflammatory conditions. Using our FFA homology modelling experience, a strategy to model a GPCR, which is phylogenetically distant from GPCRs with the available crystal structures, is discussed.

The developing role of receptors and adaptors

The response of a cell to the myriad of signals that it receives is varied, and it is dependent on many different factors. The most-studied responses involve growth-factor signalling and these signalling cascades have become key targets for cancer therapy. Recent reports have indicated that growth-factor receptors and associated adaptors can accumulate in the nucleus. Are there novel functions for these proteins that might affect our understanding of their role in cancer and have implications for drug resistance?

Biosensor analysis of dynamics of interleukin 5 receptor subunit beta(c) interaction with IL5:IL5R(alpha) complexes

To gain insight into IL5 receptor subunit recruitment mechanism, and in particular the experimentally elusive pathway for assembly of signaling subunit beta(c), we constructed a soluble beta(c) ectodomain (s(beta)(c)) and developed an optical biosensor assay to measure its binding kinetics. Functionally active s(beta)(c) was anchored via a C-terminal His tag to immobilized anti-His monoclonal antibodies on the sensor surface. Using this surface, we quantitated for the first time direct binding of s(beta)(c) to IL5R(alpha) complexed to either wild-type or single-chain IL5. Binding was much weaker if at all with either R(alpha) or IL5 alone. Kinetic evaluation revealed a moderate affinity (0.2-1 microM) and relatively fast off rate for the s(beta)(c) interaction with IL5:R(alpha) complexes. The data support a model in which beta(c) recruitment occurs with preformed IL5:R(alpha) complex. Dissociation kinetics analysis suggests that the IL5-alpha-beta(c) complex is relatively short-lived. Overall, this study solidifies a model of sequential recruitment of receptor subunits by IL5, provides a novel biosensor binding assay of beta(c) recruitment dynamics, and sets the stage for more advanced characterization of the roles of structural elements within R(alpha), beta(c), and cytokines of the IL5/IL3/GM-CSF family in receptor recruitment and activation.

Drug induced gingival overgrowth: A role for Protease Activated Receptors?

Background: Protease activated receptors (PAR) belong to a subfamily of G protein coupled receptors. They consist of seven transmembrane domains but are not classical receptors as their agonist is a circulating serine proteinase. This proteinase cleaves an N-terminal extracellular domain of the receptor to reveal a new N-terminal tethered ligand which binds intramolecularly, thus converting an extracellular proteolytic event into a transmembrane signal. Therefore, the cleavage and activation of PARs provide a mechanism whereby proteinases can directly influence the inflammatory response. Gingival hyperplasia or gingival enlargement is a side effect of some drugs such as cyclosporine, a potent immunosuppressant. To date, the potential role of PAR in the inflammation associated with the pathogenesis of gingival overgrowth has not been studied. Objectives: The present study was designed to determine whether proteinases derived from extracts of cyclosporine induced hyperplasia were capable of activating PAR in vitro. Methods: Cell lysates were derived from tissue obtained from gingival overgrowth of patients requiring surgical excision. Cell lines over-expressing PARs were maintained in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM), containing 10% foetal calf serum (FCS) in 5% CO2. The cells were treated with gingival overgrowth lysates and agonist stimulated calcium release from the cells was recorded using the Fluo-4-Direct™ Calcium Assay Kit from Invitrogen, according to manufacturer's instructions. Results: Calcium release by activated PAR on tumour cells was detected in those treated with gingival hyperplasia lysates. Samples from healthy gingival fibroblasts did not elicit this response. Conclusions: The identification of mediators of the molecular events central to the inflammatory phenotype elicited by gingival hyperplasia is important. To this end, our experiments show that in vitro, enzymes derived from overgrown gingival tissue are capable of activating PAR and thereby provide evidence for the potential role of PAR in sustaining gingival hyperplasia.

Neuropeptide Receptors in the Dental Pulp

Objectives: The inflammatory response to pulpal injury or infection has major clinical significance. The aim of the study is to investigate the presence and regulation of expression of neuropeptide receptors on human pulp fibroblasts and whole pulp tissue. This study will investigate the expression of Substance P (NK-1) and Neuropeptide Y (NPY-Y1) receptors on pulp fibroblasts, determine the effects of Transforming Growth Factor Beta-1 (TGF-b1) and Interleukin 1-Beta (IL-1b) on the expression of NK-1 and NPY-Y1 receptors on pulp fibroblasts and examine the levels of receptor expression in whole pulp samples. Methods: Primary pulp fibroblast cell lines were obtained from patients undergoing extractions for orthodontic reasons. The cells were grown to confluence and stimulated for 5 days with IL-1b or TGF-b1. Pulp tissue fragments were obtained from freshly extracted sound and carious teeth, snap frozen in liquid nitrogen and cracked open using a vice. The monolayer was removed with cell scrapers and pelleted. The cell membranes of the cultured cells and the whole tissue were isolated using a Mem-PER® Eukaryotic Membrane Protein Extraction Reagent Kit (Pierce, UK). The membrane proteins were separated by SDS-PAGE and Western blotting was used to detect the presence of NK-1 and NPY-Y1. Results: Initial results demonstrated the presence of NK-1 and NPY-Y1 in cultured pulp fibroblasts. Following the 5 day incubation with TGF-b1, the cells appeared not to express NK-1. IL-1b had a slight stimulatory effect on NK-1 expression. The NPY-Y1 expression was not affected by either TGF-b1 or IL-1b. In whole pulp samples, levels of NK-1 were increased in carious teeth compared to caries-free teeth. The NPY-Y1 levels were similar in carious and non-carious teeth. Conclusion: These findings give an insight into how pulp cells react to inflammatory stimuli with regards to neuropeptide receptor expression and their roles in health and disease

The N-terminal domain modulates α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) receptor desensitization

AMPA receptors are tetrameric glutamate-gated ion channels that mediate fast synaptic neurotransmission in mammalian brain. Their subunits contain a two-lobed N-terminal domain (NTD) that comprises over 40% of the mature polypeptide. The NTD is not obligatory for the assembly of tetrameric receptors, and its functional role is still unclear. By analyzing full-length and NTD-deleted GluA1-4 AMPA receptors expressed in HEK 293 cells, we found that the removal of the NTD leads to a significant reduction in receptor transport to the plasma membrane, a higher steady state-to-peak current ratio of glutamate responses, and strongly increased sensitivity to glutamate toxicity in cell culture. Further analyses showed that NTD-deleted receptors display both a slower onset of desensitization and a faster recovery from desensitization of agonist responses. Our results indicate that the NTD promotes the biosynthetic maturation of AMPA receptors and, for membrane-expressed channels, enhances the stability of the desensitized state. Moreover, these findings suggest that interactions of the NTD with extracellular/synaptic ligands may be able to fine-tune AMPA receptor-mediated responses, in analogy with the allosteric regulatory role demonstrated for the NTD of NMDA receptors.

Ciprofloxacin-imprinted polymeric receptors as ionophores for potentiometric transduction

A 3D-mirror synthetic receptor for ciprofloxacin host–guest interactions and potentiometric transduction is presented. The host cavity was shaped on a polymeric surface assembled with methacrylic acid or 2-vinyl pyridine monomers by radical polymerization. Molecularly imprinted particles were dispersed in 2-nitrophenyl octyl ether and entrapped in a poly(vinyl chloride) matrix. The sensors exhibited a near-Nernstian response in steady state evaluations. Slopes and detection limits ranged from 26.8 to 50.0mVdecade−1 and 1.0×10−5 to 2.7×10−5 mol L−1, respectively. Good selectivity was observed for trimethoprim, enrofloxacin, tetracycline, cysteine, galactose, hydroxylamine, creatinine, ammonium chloride, sucrose, glucose, sulphamerazine and sulfadiazine. The sensors were successfully applied to the determination of ciprofloxacin concentrations in fish and in pharmaceuticals. The method presented offered the advantages of simplicity, accuracy, applicability to colored and turbid samples and automation feasibility, as well as confirming the use of molecularly imprinted polymers as ionophores for organic ion recognition in potentiometric transduction.

Ciprofloxacin-imprinted polymeric receptors as ionophores for potentiometric transduction

A 3D-mirror synthetic receptor for ciprofloxacin host–guest interactions and potentiometric transduction is presented. The host cavity was shaped on a polymeric surface assembled with methacrylic acid or 2-vinyl pyridine monomers by radical polymerization. Molecularly imprinted particles were dispersed in 2-nitrophenyl octyl ether and entrapped in a poly(vinyl chloride) matrix. The sensors exhibited a near-Nernstian response in steady state evaluations. Slopes and detection limits ranged from 26.8 to 50.0 mV decade−1 and 1.0 × 10−5 to 2.7 × 10−5 mol L−1, respectively. Good selectivity was observed for trimethoprim, enrofloxacin, tetracycline, cysteine, galactose, hydroxylamine, creatinine, ammonium chloride, sucrose, glucose, sulphamerazine and sulfadiazine. The sensors were successfully applied to the determination of ciprofloxacin concentrations in fish and in pharmaceuticals. The method presented offered the advantages of simplicity, accuracy, applicability to colored and turbid samples and automation feasibility, as well as confirming the use of molecularly imprinted polymers as ionophores for organic ion recognition in potentiometric transduction.

Expression of protease-activated receptors in arthritic synovial tissues

Clinical and experimental evidence suggests that synovial thrombin formation in arthritic joints is prominent and deleterious, leading to exacerbation of rheumatoid arthritis (RA). In this context, cellular effects of thrombin mediated by the protease-activated receptors (PARs) in arthritic joints may be of paramount significance. Four PARs have now been identified. PAR1, PAR3, and PAR4 can all be activated by thrombin whereas PAR2 is activated by trypsin and few other proteases.We first explored PARs expression in RA synovial tissues. Synovial membranes from 11 RA patients were analyzed for PARs expression by RT-PCR and by immunohistology. PAR4 was found in all the biopsies, whereas the expression of PAR1, PAR 2 and PAR3 was more restricted (8/11, 5/11 and 3/11 respectively). In the arthritic synovial membrane of murine antigen-induced arthritis (AIA) we found coexpression of the four different PARs. Next, we explored the functional importance of PAR1 during AIA in vivo using PAR-1 deficient mice. The phenotype of PAR1-deficient mice (n = 22), based on the analysis of arthritis severity (as measured by 99 m tecnetium uptake, histological scoring and intra-articular fibrin measurements) was similar to that of wild-type mice (n = 24). In addition, the in vivo production of antibodies against mBSA was also similar. By contrast, the mBSA-induced in vitro lymph node cell proliferation was significantly decreased in PAR1-deficient mice as compared with controls. Accordingly, mBSA-induced production of interferon-γ by lymph node cells in culture was significantly decreased in PAR1-deficient mice as compared with controls, whereas opposite results were observed for production of IL-10.

Modulation of Oxytocin Receptors in Right Ventricular Hypertrophy

L’hypertension pulmonaire (HP) est une maladie dont l’étiologie est inconnue et qui entraîne ultimement une défaillance du ventricule droit (VD) et le décès. L’HP peut être induite chez le rat par la la monocrotaline (MCT), un alcaloïde pyrrolizidique extrait de la plante Crotalaria Spectabilis, causant des lésions à l’endothélium des artères pulmonaires, menant à un épaississement de ces dernières et à une augmentation de la résistance vasculaire. Ceci à pour conséquence de causer une hypertrophie du VD, de l’inflammation, une dysfonction endothéliale NO-dépendante des artères coronariennes et une augmentation des peptides natriurétiques circulants. Objectif: Nous avons testé l’hypothèse selon laquelle l’étiopathologie de l’HP impliquerait le récepteur à ocytocine (OTR) dû à son implication fonctionnelle avec les cytokines inflammatoires et la libération du peptide natriurétique atrial (ANP) et du NO. Méthodes: Des rats mâles Sprague-Dawley pesant 220-250g reçurent une seule injection sous-cutanée de MCT (60 mg/kg). 6 à 7 semaines (46±1 jours) suivant l’injection, les rats furent sacrifiés et l’expression génique et protéique fut déterminée par PCR en temps réel et par western blot, respectivement, dans le VD et le ventricule gauche (VG) Résultats: Les rats traités au MCT démontrèrent une augmentation significative du VD. Une hypertrophie du VD était évidente puisque le ratio du VD sur le VG ainsi que le poids du septum étaient près de 77% plus élevés chez les rats traités au MCT que chez les rats contrôles. Le traitement au MCT augmenta l’expression génique d’ANP (3.7-fois dans le VG et 8-fois dans le VD) ainisi que le NP du cerveau (2.7-fois dans le VG et 10-fois dans le VD). Les transcrits de trois récepteurs de NP augmentèrent significativement (0.3-2 fois) seulement dans le VD. L’expression protéique de la NO synthase (iNOS) fut également augmentée de façon sélective dans le VD. Par contre, les transcripts de NOS endothéliale et de NOS neuronale étaient plus élevés (0.5-2 fold) dans le VG. L’ARNm et l’expression protéique d’OTR furent diminués de 50% dans le VD, tandis qu’une augmentation de l’expression des cytokines IL-1β and IL-6 fut observée. L’ARNm de Nab1, un marqueur d’hypertrophie pathologique, fut augmentée de deux-fois dans le VD. Conclusion: L’augmentation d’expression génique de NP dans le VD des rats traités au MCT est associée à une augmentation des transcripts du récepteur NP, suggérant une action locale de NP dans le VD durant l’HP. L’expression d’OTR est atténuée dans le VD, possiblement par des cytokines inflammatoires puisque le promoteur du gène de l’OTR contient de multiples éléments de réponse aux interleukines. Diminuer l’expression d’OTR dans le VD durant l’hypertension pulmonaire pourrait influencer de manière positive la fonction cardiaque car l’OTR régule la contractilité et le rythme cardiaque. Mots clés: hypertension pulmonaire, hypertrophie du ventricule droit monocrotaline, récepteur à ocytocine, inflammation, peptides natriurétiques.

Increased expression of "peripheral-type" benzodiazepine receptors in human temporal lobe epilepsy: implications for PET imaging of hippocampal sclerosis.

Increased binding sites for "peripheral-type" benzodiazepine receptor (PTBR) ligands have been described in a wide range of neurological disorders including both human and experimental epilepsy. This study was undertaken to assess PTBR expression in relation to the presence of hippocampal sclerosis in human temporal lobe epilepsy (TLE). For this purpose, hippocampal CA1 subfields were dissected from surgical samples from patients with therapy-refractive TLE with (n = 5) or without (n = 2) hippocampal sclerosis and from age-matched nonepileptic postmortem controls (n = 5). PTBR expression was assessed by immunohistochemistry and reverse-transcription polymerase chain reaction. Receptor sites were evaluated using an in vitro binding assay and the selective PTBR ligand [3H]PK11195. Epileptic patients with hippocampal sclerosis showed increases in PTBR binding sites, immunoreactivity, and mRNA expression compared to both nonsclerotic TLE patients and postmortem nonepileptic controls. Induction of PTBR expression and binding sites were directly correlated with the presence of hippocampal sclerosis and the accompanying reactive gliosis.

Recognition of hepatitis C virus RNA by toll like receptors 7 and 8 : implications for the initiation of innate immune response

Le virus de l’hépatite C (VHC) est un virus à ARN simple brin positif (ssARN) qui se replique dans le foie. Deux cents millions de personnes sont infectées par le virus dans le monde et environ 80% d’entre elles progresseront vers un stade chronique de l’infection. Les thérapies anti-virales actuelles comme l’interféron (IFN) ou la ribavirin sont de plus en plus utilisées mais ne sont efficaces que dans la moitié des individus traités et sont souvent accompagnées d’une toxicité ou d’effets secondaires indésirables. Le système immunitaire inné est essentiel au contrôle des infections virales. Les réponses immunitaires innées sont activées suite à la reconnaissance par les Pathogen Recognition Receptors (PRRs), de motifs macromoléculaires dérivés du virus appelés Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs). Bien que l'activation du système immunitaire par l'ARN ou les protéines du VHC ait été largement étudiée, très peu de choses sont actuellement connues concernant la détection du virus par le système immunitaire inné. Et même si l’on peut très rapidement déceler des réponses immunes in vivo après infection par le VHC, l’augmentation progressive et continue de la charge virale met en évidence une incapacité du système immunitaire à contrôler l’infection virale. Une meilleure compréhension des mécanismes d’activation du système immunitaire par le VHC semble, par conséquent, essentielle au développement de stratégies antivirales plus efficaces. Dans le présent travail nous montrons, dans un modèle de cellule primaire, que le génome ARN du VHC contient des séquences riches en GU capables de stimuler spécifiquement les récepteurs de type Toll (TLR) 7 et 8. Cette stimulation a pour conséquence la maturation des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs), le production d’interféron de type I (IFN) ainsi que l’induction de chémokines et cytokines inflammatoires par les différentes types de cellules présentatrices d’antigènes (APCs). Les cytokines produites après stimulation de monocytes ou de pDCs par ces séquences ssARN virales, inhibent la production du virus de façon dépendante de l’IFN. En revanche, les cytokines produites après stimulation de cellules dendritiques myéloïdes (mDCs) ou de macrophages par ces mêmes séquences n’ont pas d’effet inhibiteur sur la production virale car les séquences ssARN virales n’induisent pas la production d’IFN par ces cellules. Les cytokines produites après stimulation des TLR 7/8 ont également pour effet de diminuer, de façon indépendante de l’IFN, l’expression du récepteur au VHC (CD81) sur la lignée cellulaire Huh7.5, ce qui pourrait avoir pour conséquence de restreindre l’infection par le VHC. Quoiqu’il en soit, même si les récepteurs au VHC comme le CD81 sont largement exprimés à la surface de différentes sous populations lymphocytaires, les DCs et les monocytes ne répondent pas aux VHC, Nos résultats indiquent que seuls les macrophages sont capables de reconnaître le VHC et de produire des cytokines inflammatoires en réponse à ce dernier. La reconnaissance du VHC par les macrophages est liée à l’expression membranaire de DC-SIGN et l’engagement des TLR 7/8 qui en résulte. Comme d’autres agonistes du TLR 7/8, le VHC stimule la production de cytokines inflammatoires (TNF-α, IL-8, IL-6 et IL-1b) mais n’induit pas la production d’interféron-beta par les macrophages. De manière attendue, la production de cytokines par des macrophages stimulés par les ligands du TLR 7/8 ou les séquences ssARN virales n’inhibent pas la réplication virale. Nos résultats mettent en évidence la capacité des séquences ssARN dérivées du VHC à stimuler les TLR 7/8 dans différentes populations de DC et à initier une réponse immunitaire innée qui aboutit à la suppression de la réplication virale de façon dépendante de l’IFN. Quoiqu’il en soit, le VHC est capable d’échapper à sa reconnaissance par les monocytes et les DCs qui ont le potentiel pour produire de l’IFN et inhiber la réplication virale après engagement des TLR 7/8. Les macrophages possèdent quant à eux la capacité de reconnaître le VHC grâce en partie à l’expression de DC-SIGN à leur surface, mais n’inhibent pas la réplication du virus car ils ne produisent pas d’IFN. L’échappement du VHC aux défenses antivirales pourrait ainsi expliquer l’échec du système immunitaire inné à contrôler l’infection par le VHC. De plus, la production de cytokines inflammatoires observée après stimulation in vitro des macrophages par le VHC suggère leur potentielle contribution dans l’inflammation que l’on retrouve chez les individus infectés par le VHC.

Fonction de la protéine Ceroid lipofuscinosis neuronal 5 (CLN5) dans le tri et le recyclage à l’endosome

Le tri et le transport efficace des hydrolases acides vers le lysosome jouent un rôle critique pour la fonction des cellules. Plus de 50 maladies humaines sont dues à des mutations des enzymes lysosomales, des protéines régulant des processus-clés du transport vers le lysosome ou des enzymes effectuant des modifications posttraductionnelles importantes pour la fonction du lysosome. L’objectif de cette thèse est d’identifier des protéines et des mécanismes permettant à la cellule de réguler le transport des enzymes vers le lysosome. Nous avons formulé l’hypothèse que des protéines mutées dans des maladies lysosomales et dont les fonctions étaient inconnues pouvaient jouer un rôle dans le transport vers le lysosome. Les céroïdes-lipofuscinoses neuronales forment une famille de maladies lysosomales rares mais sont aussi les maladies neurodégénératives infantiles les plus fréquentes. Plusieurs gènes impliqués dans les NCL encodent des protéines aux fonctions inconnues. Les travaux présentés dans cette thèse ont identifié la protéine « ceroid lipofuscinosis neuronal-5 » (CLN5) qui est localisée à l’endosome et au lysosome comme élément nécessaire au recrutement et à l’activation de rab7. Rab7 est une protéine Rab-clé qui contrôle le trafic à l’endosome tardif. Cette petite GTPase est impliquée dans le recrutement de retromer, un complexe protéique qui régule le trafic de l’endosome vers l’appareil de Golgi des récepteurs de tri lysosomal comme sortilin et le récepteur du mannose-6-phosphate. Dans les cellules où CLN5 est déplété, les récepteurs de tri lysosomal sont moins recyclés plus rapidement dégradés. En utilisant des expériences de photomarquage nous avons aussi pu démontrer que Rab7 est moins activées en l’absence de CLN5. Pour exécuter leur fonction les protéines rabs doivent être recrutée à la membrane et activées par l’échange d’une molécule de GDP pour une molécule de GTP. Le recrutement des Rabs à la membrane nécessite une modification posttraductionnelle lipidique pour être facilités. En utilisant un modèle de levures nous avons démontré que l’homologue de Rab7, Ypt7 est palmitoylée. Nous avons aussi démontré que la palmitoyltransférase Swif1 est nécessaire au recrutement de Ypt7 à la membrane. Nous avons aussi remarqué que les sous- unités de retromer chez la levure sont moins recrutées lorsque les palmitoyltransférases sont déplétées. Dans les cellules de mammifères nous avons démontré que Rab7 est également palmitoylé et que cette palmitoylation est possiblement effectuée par les palmitoyltransférases DHHC1 et DHHC8. La palmitoylation de Rab7 a lieu sur les cystéines en C-terminal qui sont nécessaires au recrutement membranaire et qui auparavant étaient uniquement décrites comme prénylées. En utilisant la méthode de « click chemistry » nous avons découvert que lorsque la prénylation de Rab7 est bloquée le niveau de palmitoylation augmente. Pour caractériser l’interaction entre CLN5 et Rab7 nous avons performé des expériences afin d’établir définitivement la topologie de cette protéine. Nous avons ainsi démontré que CLN5 est une protéine hautement glycosylée qui est initialement traduite en protéine transmembranaire et subséquemment clivée par un membre de la famille des peptidase de peptide signal (SPP). Cette protéine soluble peut alors possiblement interagir avec CLN3 qui est aussi palmitoylée pour recruter et activer Rab7. Nos études suggèrent pour la première fois que CLN5 pourrait être un recruteur et un activateur de Rab7 qui agirait avec la protéine CLN3 pour séquestrer Rab7 avec les autres récepteurs palmitoylés et permettre leur recyclage vers l’appareil de Golgi.