Deciphering the role of oncofetal fibronectin isoforms in matrix assembly and cellular function

Etude d’assemblage et des fonctions des isoformes oncofoetales de la fibronectine La matrice extracellulaire (MEC) constitue une plateforme fibrillaire intégrant l'action des signaux chimiques et mécaniques de l'environnement. La fibronectine (FN), un composant majeur de la MEC, est au centre de cette plateforme de biorégulation et module de nombreuses actions biologiques telles que l’adhésion et la motilité cellulaires, la prolifération et la différenciation, ainsi que la structure et le dépôt de la MEC. La FN se présente sous deux formes : la FN plasmatique (pFN) et la FN cellulaire (cFN), dite « oncofoetale ». Cette dernière est nommée ainsi pour son expression uniquement au cours du développement et dans certaines conditions physiopathologiques (réparation tissulaire, inflammation et cancer). La différence entre les deux est l’existence dans la cFN des domaines supplémentaires EDB et EDA, qui résultent d’un épissage alternatif. Comment la présence de ces « extra-domaines », EDA et EDB , régit l'assemblage des FN et comment les variantes assemblées régulent le comportement des cellules est en grande partie inconnu. Des études de délétion ciblées d’un seul domaine chez la souris ont révélé le rôle de l'EDA dans des phénomènes très variés dont la morphogenèse des valves lymphatiques, l'athérosclérose et la cicatrisation / fibrose. Au niveau moléculaire, l'inclusion de l'EDA élargit le répertoire des récepteurs cellulaires de la FN (intégrines α4β1, α7β1 et TLR4). A ce jour, aucun récepteur n'a été rapporté pour l’EDB. De ce fait il a été proposé que sa présence modifierait la conformation du site de liaison de FN aux cellules et faciliterait ainsi l’assemblage fibrillaire induit par les intégrines via des mécanismes qui restent à établir.Le but des travaux de cette thèse était de décoder les rôles de l'EDA et de l'EDB de la FN, et plus précisément de :1) étudier l'impact de la présence des domaines EDA et EDB sur l'assemblage fibrillaire de la FN à la surface de cellules compétentes pour l'assemblage, et2) déterminer comment la présence de l’EDB et de l’EDA influence les propriétés biochimiques, physiques et fonctionnelles de la matrice, qui à leur tour affectent le comportement des cellules qui y sont attachées.Dans un premier temps l’équipe a développé un ensemble d'outils biologiques composé de : i) vecteurs lentiviraux hébergeant la séquence codante complète du gène de la cFN humaine contenant l’un, les deux ou aucun des « extra-domaines » alternativement épissés, ii) des variants de FN recombinants purifiés, iii) des fibroblastes embryonnaires de souris FN -/- (Fn1 -/- MEF), et iv) des MEF exprimant des variantes de FN. Cette batterie outils uniques a été utilisée pour étudier l'assemblage spécifique de variantes par les fibroblastes et les effets de réseaux de cFN homogène sur le comportement cellulaire.Nos résultats ont montré que les « extra-domaines « de la FN sont responsables au niveau des fibroblastes du réglage fin de l’amplitude de plusieurs réponses dont l’assemblage de la matrice, la croissance et le métabolisme énergétique. En utilisant une approche informatique « non-biaisée », nous avons démontré que la présence des « extra-domaines » modifie la structure de la matrice de la FN déposée par les fibroblastes. Ceci témoigne d’événements de signalisation cellulaire différents, qui sont susceptibles de modifier aussi bien les réponses précoces que tardives induites par la FN. Les matrices variant-spécifiques que nous avons développées représentent des outils très puissants pour décrypter les fonctions des « extra-domaines » de la FN dans les multiples types de cellules impliquées non seulement dans des réponses physiologiques mais également dans des situations pathologiques.