Genetic forms of proteinuria caused by defects in proximal tubular reabsorption
Protéinuries génétiques causées par déficit de réabsorption tubulaire proximale
par Mathilde BEDIN sous la direction de Matias SIMONS
Thèse de doctorat en Génétique
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le jeudi 26 septembre 2019 à Université Paris Cité

Sujets
  • Anémie mégaloblastique
  • Drosophila melanogaster
  • Maladie de Dent
  • Protéinurie
  • Syndrome de Fanconi
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Mots clés
Cubn, Cubiline, Mégaline, Protéinurie, Clcn5
Resumé
Les reins assurent une fonction essentielle dans l'homéostasie de l'organisme. Leur rôle est de purifier le sang en maintenant les équilibres hydriques et conservant les nutriments, notamment les protéines. Ces échanges ont lieu dans les néphrons, divisés en segments ayant chacun des fonctions très définies. Le terme protéinurie désigne la perte de plus de 30 mg de protéines dans les urines journalières d'un individu. La protéinurie chronique est généralement considérée comme délétère et indique l'apparition d'une maladie rénale chronique. Il existe deux mécanismes conduisant à une protéinurie chronique. Au niveau des glomérules, les podocytes filtrent les composants moléculaires du sang et retiennent les protéines au-dessus de 75 kDa, seuil défini par l'albumine. Lorsque ce filtre physique est altéré, les protéines de haut poids moléculaire se retrouvent dans l'urine. Cette protéinurie peut dépasser le seuil néphrotique (3 g/jour), et l'albumine représente généralement plus de 50% des protéines urinaires. Par la suite, le tubule proximal réabsorbe une majorité des protéines (< 75 kDa) ayant échappé à la filtration. La réabsorption s'effectue par endocytose via trois récepteurs, mégaline, cubiline et amnionless. Leur absence entraîne une protéinurie tubulaire, en général sub-néphrotique (< 3 g/jour) avec moins de 50% d'albumine. La maladie de Dent est une forme génétique de syndrome de Fanconi accompagnée d'une protéinurie tubulaire, liée dans 15% des cas à des mutations dans le gène ORCL1 (Dent 2), et CLCN5 dans 70% des cas (Dent 1). D'après différents modèles de la littérature, l'inactivation du gène CLCN5 entraîne une disparition des protéines mégaline et cubiline dans le tubule proximal. En utilisant comme modèle les ailes de pupe de drosophile (stade de métamorphose : transition larve-adulte), à l'aide d'un ARN interférent (ARNi), nous avons inactivé le gène Clc-c, homologue du gène humain CLCN5, afin d'identifier le mécanisme responsable de l'absence de mégaline. Précédents travaux de l'équipe montraient que la voie de signalisation mTOR régulait la transcription de mégaline. Par ailleurs, l'expression de Clc-c ARNi induit une diminution de la taille du tissu concerné, suggérant une inactivation de la voie mTOR. Cependant, l'expression de Clc-c ARNi entraîne une absence de protéine mégaline mais avec l'ARN toujours présent. La sur-activation de mTOR, tout comme la surexpression de récepteurs à l'insuline (InR), simultanément à l'expression de Clc-c ARNi, conduit à un rétablissement de marquage mégaline. L'inhibiteur de la traduction 4E-BP est inactivé par phosphorylation par le complexe kinase mTOR. Nous avons observé un rétablissement de l'expression de protéine mégaline en présence d'ARNi 4E-BP. Ces expériences montrent que l'absence de megaline dans la maladie de Dent pourrait être liée à une modification de la traduction. Dans un second projet, à partir d'une cohorte de 107 patients pédiatriques et adultes, atteints de protéinurie chronique d'abord identifiée comme un syndrome néphrotique débutant ou un syndrome d'Alport, nous avons effectué un séquençage de nouvelle génération ciblant 17 gènes de protéinurie tubulaire. 11 patients dans cette cohorte ont été identifiés comme porteur de variants pathogéniques dans le gène codant la cubiline, CUBN. De plus, 27 patients supplémentaires ont été identifiés en dehors de cette cohorte. Chez tous ces patients, la protéinurie était atypique pour une protéinurie tubulaire, avec plus de 50% d'albumine. La fonction rénale était normale indépendamment de l'âge. Par ailleurs, l'étude de deux cohortes supplémentaires nous a permis de constater une augmentation du débit de filtration glomérulaire (DFG) chez les patients porteurs de variants CUBN associés à une albuminurie. Ensemble, ces résultats suggèrent que la protéinurie liée à des variants dans CUBN était protectrice pour le rein et représenterait donc une potentielle cible thérapeutique.