Objectifs : Compléter la formation des étudiants en biochimie structurale et fonctionnelle par l’introduction des propriétés spécifiques de macromolécules biologiques (protéines et polysaccharides) et leurs applications dans le domaine biomédical et notamment de la médecine régénérative. Les macromolécules extracellulaires possèdent la capacité de s'organiser en un réseau tridimensionnel pour former la matrice extracellulaire qui constitue la charpente des tissus. Ce sont les propriétés structurales des macromolécules extracellulaires et les interactions qu'elles établissent entre elles qui assurent la cohésion ainsi que les propriétés physiques et biologiques de la matrice extracellulaire. Ces macromolécules constituent également un réservoir de fragments doués d'activités biologiques qui seront étudiés. Cette UE soulignera l'importance des relations structure-fonction des macromolécules extracellulaires, leur implication dans les processus physiopathologiques et leur utilisation pour les biomatériaux et l’ingénierie tissulaire.
Les principales familles de protéines et de protéoglycanes extracellulaires
- La superfamille des collagènes : structure en triple hélice, biosynthèse et modifications post-traductionnelles spécifiques, assemblages supramoléculaires, fonctions structurales et biologiques, mutations des gènes codant pour les collagènes et les pathologies associées (ostéogenèse imparfaite, chondrodysplasies, syndrome d’Ehlers-Danlos, syndrome d’Alport
- Les glycosaminoglycanes : diversité structurale, interactions avec les autres constituants de la matrice extracellulaire, fonctions biologiques (développement, interactions hôte-pathogènes). Les mucopolysaccharidoses.
- Les protéoglycanes : les différentes familles de protéoglycanes, notamment les protéoglycanes membranaires (rôle de récepteurs ou co-récepteurs, processus de shedding) et les protéoglycanes extracellulaires. Rôles structuraux et biologiques (signalisation, inflammation) des protéoglycanes. Mutations des gènes codant pour la partie protéique des protéoglycanes et les pathologies associées
- La fibronectine et ses variants
- Les laminines (domaines coiled-coil) : les isoformes, leurs rôles
- Les fibres élastiques, des assemblages biologiques complexes : composition, rôles, pathologies associées
- Les protéines matricellulaires : SPARC, les thrombospondines, les ténascines, rôles dans le cancer
Le remodelage de la matrice extracellulaire
- Les métalloprotéinases matricielles (famille des metzincines) : les différentes classes de métalloprotéases et leur structure, leur activation ("cysteine switch"), leur rôle dans le remodelage tissulaire et l'invasion tumorale
- Les matricryptines : des fragments doués d’activités biologiques spécifiques (anti-tumorales, anti-angiogénique), définition, exemples, potentiel thérapeutique
Interactions de la matrice extracellulaire avec les cellules
- Des récepteurs des macromolécules extracellulaires : les intégrines et les récepteurs à domaine discoïdine
Utilisation des macromolécules extracellulaires pour les biomatériaux et l’ingénierie tissulaire
Substituts cutanés, visco-supplémentation, impression 3D
Travaux Dirigés : réalisation d’une affiche et présentation orale de cette affiche
Travaux Pratiques caractérisation de protéines extracellulaires
