Description du projet
Définir la cinétique du déclenchement des jonctions serrées
Dans les couches épithéliales, les cellules sont reliées par des jonctions serrées, des complexes multiprotéiques qui régulent le transport sélectif entre les compartiments d’organes. La protéine claudine joue un rôle fondamental dans ces structures, formant des canaux de conductance hautement sélectifs. Les mutations des gènes de claudine provoquent une hypomagnésémie, une insuffisance rénale et d’autres maladies humaines, soulignant l’importance clinique de ces protéines. Le projet DynChan, financé par l’UE, mettra au point une technologie innovante pour étudier le mécanisme sous-jacent à la régulation des transports via les canaux claudins. Une puce à réseau sur nanopiliers utilisera des nanoélectrodes pour sonder les événements monocanaux sur de nombreuses jonctions serrées et définir la fonction des pores de claudine. Les résultats accéléreront notre compréhension de la biologie des jonctions serrées et contribueront à la conception de nouvelles interventions thérapeutiques.
Objectif
Epithelial paracellular, i.e. tight junction, permeability is largely defined by the integrated functions of claudin proteins that can either seal the paracellular space or form highly-selective conductance channels. The importance of claudins is exemplified by the many human diseases caused by barrier dysregulation and claudin mutations.
The host laboratory recently reported the first measurements of single channel tight junction currents, thereby demonstrating that claudin channels transition between open and closed states. The central hypothesis of this application is that claudin channel activity is regulated by specific molecular interactions.
Unfortunately, the trans-tight junction patch-clamp method developed by the host laboratory is extremely labor intensive and unable to capture more than a small section of a single tight junction, making it unsuitable for comprehensive analyses. To overcome this obstacle, we first aim to develop a nanopillar array chip that will supersede the patch-clamp method. Cells grown over and around the nanopillars will form tight junctions above the nanoelectrode at the tip of each nanopillar. This will make it possible to measure large numbers of single-channel events over many junctions.
The second aim will exploit the nanopillar chip to define the conductances and gating activities of claudin proteins and the mechanisms by which they are regulated. This novel technology will also allow others to analyze claudin function in health and disease. The nanopillar chip and data generated using this tool will accelerate our understanding of tight junction biology and enable development of channel modulators that, in a manner analogous to the advances enabled by transmembrane ion channel modulators, will lead to novel therapeutic approaches.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
28006 Madrid
Espagne