Soutenance de thèse : Analyse structurale et fonctionnelle de l’interaction entre TRPA1 et le peptide amyloïde beta mise en jeu dans la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer

Par Guillaume Audic (IBS/Groupe Transporteurs Membranaires)

Dans le cadre de la maladie d’Alzheimer de nombreux travaux ont caractérisé les évènements moléculaires se produisant dans le cerveau. De ces recherches se dégage l’hypothèse de la cascade amyloïde sur laquelle se sont basées plusieurs stratégies thérapeutiques qui n’ont finalement pas montré l’efficacité souhaitée. La dyshoméostasie causée par le peptide amyloïde-β (Aβ) est proposée comme un des évènements précoces de la maladie et est associé à un dérèglement de l’activité neuronale. Dans le cerveau, l’activité des neurones est fortement régulée par les astrocytes qui, de par leur proximité structurale et fonctionnelle avec les synapses, parviennent à contrôler leur activité. Cette structure particulière est identifiée comme une synapse tripartite. Il a été précédemment révélé que les cellules astrocytaires sont ciblées par le peptide Aβ induisant une synaptotoxicité précoce et multimodale. L’identification du canal calcique astrocytaire, transient receptor potential ankyrin 1 (TRPA1) dans l’instauration rapide de la toxicité et dans le dérèglement neuronal, laisse penser qu’il pourrait être une cible prioritaire dans le développement d’une stratégie thérapeutique. En effet, dans un modèle murin transgénique (APP/PS1-21) l’inhibition chronique du canal par un bloqueur spécifique, permet de restaurer une activité astrocytaire et neuronale physiologiques.

Une compréhension toute particulière de l’implication moléculaire du canal TRPA1 dans la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer nous apportera des éléments cruciaux dans la recherche d’une stratégie thérapeutique efficace. C’est dans ce cadre que les travaux de cette thèse s’inscrivent : décrire les mécanismes moléculaires et structuraux impliqués dans l’activation de TRPA1 par le peptide Aβ.

En utilisant une approche transdisciplinaire combinant électrophysiologie et cryo-microscopie électronique (cryo-ME) nous cherchons à identifier les caractéristiques structurales et fonctionnelles du complexe TRPA1-Aβ. L’utilisation de techniques de biophysique sont également nécessaires afin d’obtenir des constantes définissant cette interaction moléculaire.

Le peptide Aβ est capable d’adopter plusieurs conformations de par ses propriétés d’oligomérisation et de fibrillation importantes. A ce jour, il est connu que les formes oligomériques sont impliquées dans la toxicité menant à la dégénérescence neuronale. Afin de déterminer comment ces formes oligomériques d’Aβ (Aβo) activent TRPA1 nous utilisons la technique électrophysiologique de voltage imposé en double électrode (TEVC).
L’étude structurale de l’interaction entre TRPA1 et Aβo est entreprise via la technique de cryo-ME qui apporte des informations structurales à l’échelle atomique et qui vise à identifier le site de fixation d’Aβo sur TRPA1.

Cependant l’instabilité d’Aβo est une limite à surmonter dans la résolution de la structure atomique de ce complexe.