Caractérisation des isoformes du brain-derived neurotrophic factor et de ses récepteurs dans les plaquettes humaines

Abstract

Le brain-derived neurotrophic factor (BDNF) est une protéine de la famille des neurotrophines ayant été initialement découverte au système nerveux central, où elle est impliquée dans la mémoire et l‘apprentissage par la régulation de la croissance et de la survie neuronale. Les effets du BDNF sont médiés par le tropomyosin receptor kinase B (TrkB) et le récepteur pan-neurotrophique de 75 kDa (p75NTR). Le BDNF est le résultat du clivage d’une protéine précurseur, le proBDNF, laquelle a plutôt des effets pro-apoptotiques sur les neurones. Malgré sa découverte au cerveau, le BDNF est retrouvé en concentrations beaucoup plus importantes dans la circulation sanguine, où il est majoritairement contenu dans les plaquettes. Il est rapporté que ces cellules peuvent contenir des concentrations de BDNF allant de 100 à 1000 fois celles retrouvées au cerveau et que celles-ci peuvent être altérées par certaines maladies neurologiques. Malgré les importantes concentrations de BDNF qu’elles contiennent, très peu d’études ont investigué la présence du proBDNF ainsi que des récepteurs TrkB et p75NTR dans les plaquettes. Dans ces études, l’identification de ces protéines au niveau plaquettaire ne représentait pas un objectif primaire et les résultats obtenus ne sont souvent pas présentés. Jusqu’à présent, le proBDNF et les récepteurs TrkB et p75NTR n’ont pas été répertoriés dans les plaquettes. L’objectif principal de ce mémoire était d’investiguer la présence du proBDNF ainsi que des récepteurs TrkB et p75NTR dans les plaquettes de volontaires sains humains et de caractériser ces protéines dans le cas où elles seraient présentes. Les résultats obtenus suggèrent que les plaquettes expriment chacune de ces trois protéines, mais que les isoformes retrouvées au niveau plaquettaire diffèrent de celles retrouvées au cerveau. Les résultats proposent également que ces différences ne résident pas dans le profil de N-glycosylation des protéines. L’identité exacte des protéines étudiées n’a pas pu être confirmée par séquençage et leur nature demeure donc à confirmer. La présence plaquettaire du proBDNF et des récepteurs TrkB et p75NTR pourrait s’avérer intéressante au niveau des biomarqueurs périphériques de certaines maladies neuronales et psychiatriques. Leur présence pourrait aussi permettre la progression des connaissances dans le domaine de la biologie plaquettaire.

The brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a protein that was initially identified in the central nervous system, where it is involved in learning and memory by promoting neuronal growth and survival. These effects of BDNF are mediated through its binding to the tropomyosin receptor kinase B (TrkB) and the 75 kDa pan-neurotrophic receptor (p75NTR). Mature BDNF results from the cleavage of its precursor protein proBDNF, which rather has a proapoptotic effect on neurons. While discovered in the brain, BDNF is found in much higher abundance in the blood circulation, where it is mostly contained within platelets. It has been shown that BDNF concentration in platelets can reach up to 1000 times those of the brain, and that peripheral BDNF levels are altered in certain neurological and psychiatric diseases. Despite these important BDNF concentrations in platelets, very few studies assessed the presence of proBDNF, TrkB and p75NTR in these cells. Furthermore, identification of these proteins in platelets was not a main objective of the studies that did assess that question. Consequently, methodology is not always described, and the results are mostly reported as data not shown. Until now, proBDNF, TrkB and p75NTR have not been reported in platelets. The main objective of this master’s thesis was to investigate the presence of proBDNF as well as receptors TrkB and p75NTR in healthy human platelets, and to characterize them if they were found in these cells. The results suggest that platelets express all three proteins, but that the isoforms found in platelets differ from the ones found in the brain. Also, the results show that these differences are not explained by differential N-glycosylation patterns. The identity of the proteins of interest could not be verified by protein sequencing, and their exact nature is yet to be confirmed. The presence of proBDNF as well as the TrkB and p75NTR receptors in platelets could be of interest in the search of peripheral biomarkers for neurological diseases. In addition, presence of these proteins at the platelet level could pave the way for further studies investigating their functions in platelets, and possibly result in advances in our knowledge of platelet biology.