Peptides antimicrobiens : un lien entre l'immuno-inflammation et les facteurs de risque du syndrome métabolique et des maladies cardiovasculaires, Antimicrobial peptides : a link between immuno-inflammation and metabolic syndrome and cardiovascular disease risk factors

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Henri POincaré

ECOLE DOCTORALE « BIOLOGIE SANTE ENVIRONNEMENT »
UFR de Pharmacie


THESE
pour l’obtention du titre de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE HENRI POINCARE - NANCY I
Mention « Sciences de la Vie et de la Santé »

Présentée et soutenue publiquement

par Hamanou BENACHOUR

Le 5 Février 2010


Peptides antimicrobiens : un lien entre l’immuno-inflammation et
les facteurs de risque du syndrome métabolique et des maladies
cardiovasculaires


MEMBRES DU JURY
Président :
Chantal FINANCE Professeur, Nancy-France
Examinateurs :
Mohamed ZAIOU Docteur (HDR), Nancy-France (Directeur de thèse)
Sophie VISVIKIS-SIEST Directeur de recherche, Nancy-France
Giuseppina CALIGIURI Directeur de recherche, Paris-France
Rapporteurs :
Djamel DRIDER Docteur (HDR), Nantes-France
Marie-Hélène METZ-BOUTIGUE Directeur de recherche, Strasbourg-France

Laboratoire EA 4373 « Génétique Cardiovasculaire »

Nancy-Université, Faculté de Pharmacie, 30 rue Lionnois, 54000 Nancy













A mes parents

A mes Sœurs

A mes Frères













Remerciements

A Monsieur le docteur Mohamed Zaiou, pour m’avoir encadré et soutenu tout au
long de ces années de thèse et pour ses conseils scientifiques.
Qu’il trouve ici l’expression de ma reconnaissance.

A Madame le docteur Sophie Visvikis-Siest, pour m’avoir accueilli au sein de son
laboratoire.

A Madame le docteur Marie-Hélène Metz-Boutigue et à Monsieur le docteur
Djamel Drider, auxquels j’adresse mes plus profonds remerciements pour avoir accepté
d’être les rapporteurs de mon mémoire de thèse.

A Madame le professeur Chantal Finance et à Madame le docteur Giuseppina
Caligiuri, pour avoir accepté d’honorer ce travail en étant juges. Qu’elles trouvent ici
l’expression de mes sincères remerciements.

Je tiens à remercier Biologie Prospective, L’INSERM et la Société Française de
Cardiologie pour m’avoir allouée une bourse de thèse qui m’a permis la réalisation de ce
projet.

Merci aux membres du Programme PluriFormation (PPF) - Biomarqueurs du
Vieillissement - de Nancy-Université/CHU Brabois pour les échanges scientifiques que
nous avons pu avoir pendant deux années de collaboration, et à toutes les personnes avec
qui j’ai pu collaborer de près ou de loin tout au long de ces années de thèse.

Merci à Bernard Herbeth pour l’aide apportée, en particulier en statistique, au
long de ce travail. Merci à Michèle Pfister, Daniel Lambert, Christine Masson, pour leur
soutien si précieux, en particulier sur les plans technique et méthodologique.

Merci à tous les membres de l’équipe « Génétique Cardiovasculaire », présents et
passés, pour les échanges scientifiques et humains si sympathiques que nous avons pu
avoir. Merci plus particulièrement à : Patricia, Brigitte, Shu Min, Christine, Michèle,
Suzanne, Annie, Sébastien, Daniel, Bernard, …

Merci à Sébastien et Virginie pour leur soutien si précieux. Une pensée toute
particulière leur est vouée.

Merci aux ami(e)s qui m’ont soutenu moralement, de près ou de loin, dans
l’accomplissement de ce travail.

Enfin, un immence merci à mes parents, mes frères, mes sœurs et à toute ma
famille qui m’ont soutenu tout au long de mes études et jusqu’à aujourd’hui. C’est aussi
grace à eux !



LISTE DES FIGURES


INTRODUCTION
Figure 1 : Les différents récepteurs TLR reconnaissent des motifs microbiens spécifiques et
participent à l'activation des réponses immunitaires innées et adaptatives.
Figure 2 : Représentation shématique en roue hélicoïdale d’une séquence d’un peptide
cationique (la cathélicidine humaine LL-37).
Figure 3 : Schéma de la structure secondaire d’un peptide linéaire comme la magainine 2 et
d’un peptide cyclique comme la défensine α-3 humaine.
Figure 4 : Structure secondaire d’un peptide en hélice-α.
Figure 5 : Structure secondaire d’un peptide linéaire non structuré.
Figure 6 : Structure des peptides cycliques à ponts disulfure.
Figure 7 : Schéma de synthèse et libération des défensines-α des granules de stockage des
neutrophiles humains.
Figure 8 : Modèle de Shai-Matsuzaki-Yang expliquant le mode d’action des peptides
antimicrobiens.
Figure 9 : Schéma des relations spécifiques entre peptide antimicrobien et les membranes
d’organismes pluricellulaires animaux et des bactéries.
Figure 10 : Représentation schématique d’un précurseur de peptides antimicrobiens.
Figure 11 : Alignement de séquences des défensines-α humaines.
Figure 12 : Structure cyclique de la défensine- θ-1 des macaques Rhésus.
Figure 13 : Organisation schématique des gènes et peptides des défensines.
Figure 14 : Schéma représentant le précurseur de la cathélicidine humaine et la libération
protéolytique du peptide actif, LL-37.
Figure 15 : Représentation schématique de l’organisation génomique et peptidique de la
cathélicidine humaine hCAP18/LL-37.
Figure 16 : Fonctions multiples des peptides antimicrobiens (AMPs) dans la défense de
l’organisme et dans les processus biologiques associés.
Figure 17 : Recrutement et activation des macrophages et formation des lésions
d’athérosclérose.
Figure 18 : Schéma résumant les interactions entre le tissu adipeux et le système immuno-
inflammatoire durant l’obésité et ses complications.
Figure 19 : Accumulation des défensines-α au niveau des lésions artérielles d’athérosclérose.
Figure 20 : Surexpression de LL-37 dans des lésions athérosclérotiques.
Figure 21 : Propositions de différents mécanismes à travers lesquels les défensines
affecteraient l’homéostasie vasculaire.
Figure 22 : La cathélicidine LL-37/hCAP-18 pourrait affecter les fonctions vasculaires par de
nombreux mécanismes.

Figure 23 : Les défensines stimulent la fixation (A) et l’internalisation (B) des lipoprotéines
(a) [Lp (a)] par les cellules vasculaires endothéliales et musculaires lisses.
Figure 24 : Fixation des défensines et des complexes défensine-Lp(a) sur la matrice des
cellules vasculaires endothéliales.
Figure 25 : Schéma de l’organisation transmembranaire du récepteur FPR humain.
Figure 26 : Organisation schématique des gènes des récepteurs FPRs humains sur le
chromosome 19q13.4.
Figure 27 : Principaux polymorphismes identifiés dans le gène FPR1.

MATERIEL ET METHODES
Figure 28 : Courbe standard pour le dosage de LL-37 par ELISA.
Figure 29 : Courbe de fusion.
Figure 30 : Gamme étalon et droite de régression linéaire.
Figure 31 : Courbe de quantification.
Figure 32 : Profil de restriction du polymorphisme FPR1 c.32C>T sur gel de polyacrylamide
10%.
Figure 33 : Chromatogramme des fragments de restriction en fonction du génotype FPR1
c.32C>T.
Figure 34 : Schéma du système de co-culture.
Figure 35 : Profil d’électrophorèse des produits de PCR des DEFA1-3 sur gel de
polyacrylamide à 10 %.

RESULTATS ET DISCUSSION
Figure 36 : Expression des transcrits du gène de LL-37 selon le sexe.
Figure 37 : Expression des transcri