Thèse soutenue le 06 octobre 2023 pour obtenir le grade de docteur de l'Université Grenoble Alpes - Spécialité : Biologie Structurale et Nanobiologie

Résumé :
Les vésicules extracellulaires (VE) sont reconnues pour jouer un rôle important dans les processus de communication intercellulaire physiologiques et pathologiques. Les VE transportent des lipides, des protéines et des microARN, qui peuvent être transférés entre les cellules, permettant ainsi les communications intercellulaires. Le transfert de cargaisons de VE biologiquement actives dans les cellules réceptrices commence par l'endocytose des VE, qui fusionneraient avec la membrane endosomale. Ceci est analogue au transfert de contenu de certains virus enveloppés qui nécessite leur fusion avec la membrane endosomale d'une manière qui dépend du pH acide et de la protéine Alix.
Le but de notre travail est de caractériser les mécanismes moléculaires à l'origine de la fusion des VE avec les membranes cibles des cellules ou des liposomes. Pour ce faire, nous avons utilisé le test de complémentation de la luciférase pour suivre la fusion des VE avec les membranes des cellules réceptrices ainsi que des tests de transfert de fluorescence pour quantifier la fusion des membranes des VE avec les liposomes. Nous avons testé si, à l'instar des virus, Alix est nécessaire à la fusion des VE avec les membranes endosomales.
Pour ce faire, nous avons utilisé des cellules réceptrices exprimant LgBit, une sous-unité inactive de la nanoluciférase qui s'active en se liant à un petit peptide appelé HiBit. HiBit a été fusionné aux protéines cargo des EV et la luminescence mesurée qui ne devrait être émise qu'une fois HiBit délivré dans le cytoplasme des cellules réceptrices de LgBit. Nous avons pu démontrer l'interaction des EV contenant HiBit avec les cellules réceptrices de LgBit mais aucune augmentation de la luminescence suggérant la fusion. En revanche, en présence de la protéine de fusion VSV-G, la luminescence a augmenté, ce qui montre que notre méthode est capable de détecter la fusion des EV avec les membranes des cellules réceptrices. Il est important de noter que la présence d'Alix dans les cellules réceptrices ne semble pas être cruciale pour cette fusion, puisqu'elle se produit également dans les cellules Alix ko. Cependant, en utilisant un essai in vitro nous avons démontré la fusion d’EVs avec des liposomes en présence d'Alix recombinant à faible pH, simulant les conditions acides retrouvées dans les endosomes. Enfin, nous avons examiné comment Alix est associé aux EV, car la protéine a été signalée comme étant à la fois cytosolique et extracellulaire, ce qui suggère qu'elle peut traverser les membranes. En résumé, mon travail de thèse tend à montrer qu’in vitro les EV ont la capacité de fusionner avec la membrane dans un processus dépendant d'Alix. Cependant, nous n'avons pas pu établir le rôle d'Alix dans la fusion des EV avec la membrane endosomale in vivo.

Jury :
Rapporteur : Pascal Leblanc
Rapporteur : Delphine Muriaux
Examinatrice : Sandrine Fraboulet
Examinateur :  Pascal Dournaud
Examinatrice :  Mireille Albrieux
Directeur de thèse : Rémy Sadoul
Co-directrice de thèse : Marie-Odile Fauvarque

Mots clés :
ESCRT, vésicules extracellulaires, Virus, endosomes, Alix