Impact de la protéine ADAP1 sur la survie des cardiomyocytes

Abstract

Résumé: Une des maladies cardiaques les plus sévères est l’insuffisance cardiaque (IC). Un facteur important à la base de l’IC est la mort des cardiomyocytes suite à un déséquilibre du métabolisme énergétique. Une meilleure compréhension des voies signalétiques à la base de ces déséquilibres aiderait donc à comprendre un des mécanismes à la base du développement de l’IC. La protéine ADAP1, reconnue pour être abondante au cerveau, est également présente dans d’autres organes. ADAP1 possède un domaine ArfGAP capable d’inactiver les protéines de la famille Arf et deux domaines PH de liaison aux phosphatidylinositols. ADAP1 est connue pour changer de localisation intracellulaire par l’action de facteurs de croissance. Son action entraîne l’ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondriale (mPTP), menant directement à la mort cellulaire. Il est connu que la protéine AKT est sous le contrôle des mêmes facteurs de croissance qu’ADAP1 et qu'elle contrôle également l'ouverture des mPTPs. Nous avons émis l’hypothèse que dans les cardiomyocytes, ADAP1 transloque vers les mitochondries avec un effet conjoint d’AKT et que ce changement de localisation entraîne la mort cellulaire en stimulant l’ouverture des mPTPs. Afin de vérifier cette hypothèse, plusieurs expérimentations ont eu lieu. Tout d’abord, un immunobuvardage et une PCR quantitative ont révélé la forte expression d’ADAP1 au cœur de rat adulte. L’isolation des cellules cardiaques démontre qu’ADAP1 est majoritairement exprimée chez les cardiomyocytes. Contrairement à ce qui est rapporté chez les neurones, un immunobuvardage de fractions cellulaires a démontré que la forme humaine d’ADAP1 surexprimée est très peu localisée aux mitochondries des cardiomyocytes. Une analyse bio-informatique a permis de postuler que les sites de phosphorylation connus ADAP1 ont un grand potentiel pour être la cible d’AKT. Un essai MTT à démontrer que la double surexpression d’ADAP1 et d’un mutant constitutivement actif d’AKT (AKTca) diminue la viabilité des cardiomyocytes infectés, et ce de façon indépendante du domaine ArfGAP et dépendante de la présence de sérum. Un immunobuvardage sur des fractions cellulaires a démontré qu’AKTca ne modifie pas la localisation d’ADAP1 surexprimée et ne favorise pas sa translocation aux mitochondries. Un immunobuvardage a démontré que l’effet de la double surexpression n’est pas dépendant de la phosphorylation d’ADAP1 par AKTca. Bien qu’ADAP1 a le potentiel de mettre à jour un nouveau mécanisme moléculaire contribuant au développement de l’IC, notre hypothèse ne s’est pas vérifiée, car AKT n’influence pas la localisation d’ADAP1. Le rôle de la protéine ADAP1 chez les cardiomyocytes reste à déterminer et d'autres études sont ainsi requises.

Abstract: One of the most severe heart disease is heart failure. An important factor in the development of this disease is cardiomyocyte death cause d by an imbalance of energy metabolism. A better understanding of the signalling pathway at the base of these imbalances would therefore help to understand the mechanisms underlying the development of this disease. The ADAP1 protein, known to be abundant in the brain, is also present in other organs. This protein, with an enzymatic domain ArfGAP capable of inactivating proteins of the Arf family and two phosphatidylinositols binding domains, is known for changing its intracellular localization by the action of growth factor. ADAP1 mitochondrial localization leads to the formation of mPTP which directly lead to cell death. It is known that the AKT protein is under the control of the same growth factors than ADAP1 and is also control the opening of the mPTPs. We hypothesized that in cardiomyocytes, ADAP1 translocates to the mitochondria with a combined effect of AKT and that this change in localization leads to cell death by stimulating the opening of mPTPs. To test this hypothesis, many experiments were conducted. First of all, an immunoblotting and a quantitative PCR demonstrated that ADAP1 has a strong expression in the heart of adult rats. The isolation of cardiac cells demonstrates that ADAP1 is predominantly expressed in cardiomyocytes. Contrary to what is reported in neurons, an immunoblotting on cellular fractions demonstrated that the overexpression of the human form of ADAP1 is not localized to mitochondria in cardiomyocytes. A bioinformatic analysis, postulated that ADAP1 known phosphorylation sites have a great potential to be the target of AKT. An MTT assay demonstrated that a dual overexpression of ADAP1 and a constitutively active mutant of AKT (AKTca) decreases the viability of infected cardiomyocytes, and this, independently of the ArfGAP domain and dependent on the presence of serum. An immunoblotting on cellular fractions demonstrated that the presence of AKTca does not change the location of overexpressed ADAP1 and does not promotes its translocation to mitochondria. An immunoblotting demonstrated that the effect of the double overexpression is not dependent on the phosphorylation of AKT ca by ADAP1. Although ADAP1 has the potential to be implicated in a new molecular mechanism contributing to the development of heart failure, our hypothesis does not hold, because AKT does not influence the location of ADAP1. The role of ADAP1 in cardiomyoccyte is yet to be determined and so further study are needed