L’Annexine-A5 : une protéine nécessaire à la réparation des membranes cellulaires

L’équipe du Professeur Alain Brisson, chef de projet à l’IECB, montre dans un article paru le 5 avril 2010 dans Nature Communications que l’Annexine-A5 joue un rôle central dans le mécanisme de réparation de la membrane cellulaire.

La figure ci-contre compare le comportement de deux cellules, une qui exprime l’Annexine-A5 (A) et une qui n’exprime pas l’Annexine-A5 (B), lorsque les membranes plasmiques de ces cellules sont lésées par irradiation laser (la zone endommagée est indiquée par une flèche rouge). La membrane de la cellule qui exprime l’Annexine-A5 se répare rapidement, spontanément, alors que dans le cas des cellules qui n’expriment pas l’Annexine-A5, leur membrane plasmique ne se répare pas et la cellule meurt. (Images réalisées par Anthony Bouter avec les équipements du BIC).

Certaines cellules eucaryotes, comme celles du cœur, des muscles, de la peau ou de l’intestin, sont soumises à des tensions mécaniques qui peuvent provoquer la déchirure de la membrane qui les entoure. Si la déchirure membranaire n’est pas rapidement réparée, la cellule meurt. Un certain nombre de pathologies musculaires résultent d’un défaut du mécanisme de réparation de la membrane cellulaire.

Depuis plus de vingt ans, Alain Brisson (CBMN UMR5248) travaille sur l’Annexine-A5, une protéine qui se fixe à la  surface des membranes en présence de calcium et présente la propriété unique de former spontanément des réseaux bidimensionnels. Cette dernière publication lève le voile sur la fonction biologique de l’Annexine A5 : cette protéine joue un rôle central dans les mécanismes de réparation des membranes cellulaires.

Les chercheurs ont induit des ruptures membranaires par irradiation laser et comparé les processus de réparation entre des cellules témoins exprimant l’Annexine-A5 et des cellules où l’expression d’Annexine-A5 est inhibée. Ils ont observé que les cellules dépourvues d’Annexine-A5 présentaient un défaut de leur machinerie de réparation membranaire, puis ils ont montré que l’addition d’Annexine-A5 restaurait la réparation des membranes.

Ils ont ensuite étudié le comportement d’une Annexine-A5 mutante, incapable de former des réseaux bidimensionnels à la surface des membranes. Suite à une déchirure membranaire, cette protéine mutante se fixe bien sur la membrane, mais elle ne forme pas de trame stabilisatrice et s’avère incapable de promouvoir la réparation de la déchirure.

Ce travail montre que l’Annexine-A5 favorise la réparation des ruptures membranaires grâce à la formation de réseaux 2D au niveau des bords des membranes endommagées, stoppant la progression de la déchirure et facilitant l’étape finale de colmatage de la brèche, étape qui implique l’intervention de vésicules cytoplasmiques et de diverses protéines via un processus ressemblant à l’exocytose.

Cette découverte ouvre de nombreuses perspectives dans le domaine des annexines et celui de la réparation membranaire, avec des implications pathologiques potentielles.

Anthony Bouter, Céline Gounou, Rémi Bérat, Sisareuth Tan, Bernard Gallois, Thierry Granier, Béatrice Langlois d'Estaintot, Ernst Pöschl, Bent Brachvogel & Alain R. Brisson (2011) Annexin-A5 assembled into two-dimensional arrays promotes cell membrane repair, Nature Communications, Vol. 2, 270, DOI:doi:10.1038/ncomms1270