Rôle du domaine N-terminal de la PrP dans la pathogenèse des maladies à prions
Résumé
The role of the N-terminal (N-ter) domain of PrP protein in the conversion of PrPc into an infectious isoform PrPSc is poorly understood. The objective of my thesis was to create a synthetic prion composed of the N-ter domain of PrP and the Doppel protein to get an insight in the involvement of this PrP domain in the aggregation mechanisms and the pathogenesis of prion diseases. Three PrP/Dpl chimeric recombinant proteins were expressed, purified and aggregated in vitro into oligomers. These soluble chimeric oligomers share structural and biochemical similarities with PrPSc: they are β-sheet-rich, resistant to proteolysis, and tend to form protofibrillar structures. The biochemical properties of these agregates led us to investigate the relationship between PrP and the complement C1q protein. In vitro, C1q seems to participate in the agregation process and forms a complex with small-size oligomers (12-15 mers). This interaction activates the classical pathway of the complement. However, the interaction of C1q with chimeric oligomers does not have any functional relevance. In parallel, we have created 10 transgenic mice lines expressing these chimeric proteins under the endogenous promoter of PrP. These mice lines were backcrossed to a PrP0/0 genetic background. We have shown that the chimeric proteins from cerebral extracts are localized in lipid rafts, as does PrP. Functional and infectious studies are ongoing. Taken together, our data tend to prove that the N-ter domain of PrP is not sufficient to transform Doppel into a synthetic prion. Furthermore, part of our results suggests a new role for C1q in relation with oligomeric intermediates in amyloid diseases.
Le rôle du domaine N-terminal (N-ter) de la protéine PrP dans le processus de conversion de la PrPc en un isoforme infectieux PrPSc est mal connu. L'objectif de ma de thèse a été de créer un prion synthétique composé de la partie N-ter de PrP et de la protéine Doppel (Dpl) pour mieux appréhender le rôle de cette région dans les mécanismes d'agrégation et de pathogenèse des maladies à prions. Trois protéines chimériques PrP/Dpl recombinantes ont été exprimées, purifiées et agrégées in vitro à en oligomères. Ces oligomères solubles présentent des caractéristiques biochimiques et structurales similaires à celles de la PrPSc: riches en feuillets β, résistants à la protéolyse, et formant des structures protofibrillaires. Les propriétés de ces agrégats nous ont conduit à explorer la relation qui existe entre la PrP et la protéine C1q du complément. In vitro, C1q participe de façon coopérative dans le processus d'agrégation et forme un complexe avec des oligomères de petite taille (12-15 mers) qui active la voie classique du complément. L'interaction de C1q avec les oligomères de chimères n'a pas de conséquence fonctionnelle. En parallèle, nous avons créé 10 lignées de souris transgéniques exprimant ces protéines PrP/Dpl, et établies sur fond PrP0/0. Ces protéines chimériques sont exprimées au niveau des rafts, comme la PrP. Les études fonctionnelles et infectieuses sont en cours. L'ensemble de nos données tend à montrer que le domaine N-ter de PrP ne suffit pas à transformer Dpl en un prion synthétique. Par ailleurs, une partie de nos travaux apporte une vision nouvelle quant au rôle de la protéine C1q vis-à-vis d'intermédiaires oligomériques dans les amyloïdoses.