Identification et caractérisation fonctionnelle de nouveaux sites de clivage de la protéine Tau

Tau, pour Tubulin Associated Unit, est une protéine appartenant à la famille des protéinesassociées aux microtubules. La fonction la plus connue de cette protéine est celle derégulateur de la dynamique des microtubules, structure du cytosquelette assurant lamorphologie, le fonctionnement et l’intégrité neuronale. A côté de son rôle physiologique ausein des cellules neuronales, Tau joue un rôle déterminant dans un groupe de pathologiesneurodégénératives communément appelées Tauopathies dans lesquelles Tau est retrouvéesous forme agrégée et anormalement modifiée dans les neurones en dégénérescence. Dans lamaladie d’Alzheimer (MA), la Tauopathie la plus fréquente, l’agrégation des protéines Tauanormalement modifiées constitue une lésion histologique : la dégénérescence neurofibrillaire(DNF). L’évolution spatiotemporelle de la DNF est étroitement corrélée aux signes cliniques.Actuellement, les mécanismes qui conduisent à cette agrégation des protéines Tau et à la DNFne sont pas clairement établis.Une dérégulation des modifications post-traductionnelles (MPT) de Tau est l’un desmécanismes proposés pour expliquer l’agrégation de la protéine Tau et de la formation desDNF. Parmi les MPT, la troncation de la protéine Tau jouerait un rôle central dans l’étiologiede la MA. Les analyses des tissus cérébraux de patients atteints de la MA montrent laprésence de plusieurs fragments de troncation de Tau amino- et carboxy-terminaux.L’augmentation de la quantité de certaines de ces espèces tronquées de Tau, qui sontretrouvées dans les agrégats, est étroitement corrélée à la progression de la pathologie Tau et àla sévérité des symptômes. Néanmoins, à exception de quelques sites carboxy-terminaux defragments identifiés, la nature exacte des nombreux fragments de troncation mis en évidencedans le tissu cérébral humain, de même que leur(s) rôle(s) dans le(s) processuspathologique(s) ne sont pas encore établis.C’est dans ce contexte que se place ce travail de thèse dont le premier objectif a consisté àidentifier de nouveaux sites de clivages amino-terminaux de la protéine Tau qui sont, demanière générale, moins caractérisés que les sites carboxy-terminaux. Pour cela, nous avonsmis au point une approche protéomique en utilisant un modèle cellulaire, présentant desfragments de troncation de Tau, pour ensuite appliquer cette approche sur des tissus cérébrauxprovenant d’individus atteints de la maladie d’Alzheimer et d’individus sains. Grâce audéveloppement de cette approche protéomique, nous avons précisément identifié le premieracide aminé de vingt-quatre sites de clivage de la protéine Tau. Comme les extrémités aminoterminalesde ces fragments sont distribuées sur toute la séquence de Tau, chaque clivagepourrait entraîner des conséquences fonctionnelles différentes en fonction de la position dusite. Nous avons donc débuté des analyses fonctionnelles dans des lignées cellulaires encaractérisant les propriétés de quatre fragments de Tau. Nos résultats montrent, de manièresurprenante, que la perte d'une partie du domaine amino-terminal confère une capacitésupérieure à lier et stabiliser les microtubules, en comparaison à la protéine Tau entière,suggérant que le domaine amino-terminal de Tau jouerait un rôle dans la régulation de ladynamique microtubulaire. Des études supplémentaires basées sur nos nouveaux fragments detroncation devraient améliorer nos connaissances sur l'impact de la troncation de Tau sur sabiologie et sur les processus pathologiques de la MA.