Implication du transporteur de phosphate inorganique Pit1 dans la signalisation insulinique et le métabolisme

Contexte

PiT1, initialement identifié comme un récepteur aux rétrovirus, est une protéine transmembranaire de la famille des co-transporteurs sodium-phosphate . PiT1 possède également des fonctions indépendantes de son rôle de transporteur de phosphate, notamment sur la prolifération cellulaire, l’adhésion ou l’apoptose. Ces observations suggèrent que les interactions de PiT1 avec d'autres partenaires moléculaires peuvent impacter non seulement l'homéostasie du phosphate inorganique, mais également de grandes fonctions biologiques. Ainsi, les souris spécifiquement invalidées pour PiT1 dans les hépatocytes présentent un défaut de prise de poids au cours du temps en comparaison des souris sauvages. Le laboratoire du Pr Friedlander a également pu montrer que les souris invalidées pour PiT1 soumises à un régime riche en lipides étaient protégées contre l’obésité et le diabète induits par le régime.

Durée d’intervention d’Inovarion

12 mois

 

Objectifs scientifiques

Dans ce contexte, l’objectif du projet a été d’étudier le rôle de la protéine PiT1 sur l’équilibre pondéral et le métabolisme chez des animaux génétiquement modifiés. L’objectif était également de  décrypter les modalités du dialogue de PiT1 avec des acteurs moléculaires impliqués dans le métabolisme.

 

Incertitudes, difficultés et complexités technologiques

Les travaux entrepris présentaient les incertitudes, les difficultés et les contraintes technologiques et conceptuelles suivantes :

  • pas de partenaires moléculaires de PiT1 identifiés
  • pas de voies de signalisation connues pour PiT1
  • pas d’outils disponibles pour la détection de PiT1

 

Description des travaux effectués

Les études ont été réalisées à partir de Mouse Embryonic Fibroblasts ou MEFs immortalisées issues des souris WT et Pit1-/-.

L’interaction de Pit1 avec les principaux acteurs de la voie de l’insuline a été analysée par immunoprécipitation dirigée contre le récepteur à l’insuline et l’Insulin receptor substrate 1 (IRS1) en présence d’insuline. Ces expériences ont permis de mettre en évidence une association du complexe IRS1/USP7, une enzyme de déubiquitination, plus importante dans les MEFs invalidées pour Pit1. Pour la suite des expériences, l’interaction PiT1/USP7 a été analysée. Aucun anticorps anti-PiT1 murin de bonne qualité n’étant disponible, une stratégie utilisant un plasmide codant pour la protéine PiT1 murine taguée avec le peptide de détection V5 a été utilisée. Après traitement par l’insuline, l’interaction de PiT1 avec USP7 a été analysée dans les MEFs, des hépatocytes en culture primaire ou des cellules HepG2 transfectées par les plasmide Pit1-V5. L’ensemble de ces expériences a permis de confirmer une interaction directe entre PiT1 et USP7. Ainsi, l’absence de PiT1 stabilise l’interaction IRS1/USP7 ce qui va avoir pour conséquence la prolongation du signal insulinique en réponse au glucose, donc une meilleure tolérance au glucose.

 

Résultats obtenus

L’ensemble des résultats obtenus a donné lieu à la rédaction d’un article original intitulé « Disruption of the Phosphate Transporter Pit1 in Hepatocytes Improves Glucose Metabolism and Insulin Signaling by Modulating the USP7/IRS1 Interaction » par Forand A, Koumakis E, Rousseau A, Sassier Y, Journe C, Merlin JF, Leroy C, Boitez V, Codogno P, Friedlander G, Cohen I publié dans Cell Reports en 2016 (doi: 10.1016/j.celrep.2016.08.012; PMID: 27568561).