Chondrodysplasies, Protéoglycanes, SLC35B2, SLC10A7, Ossification endochondrale

Les chondrodysplasies associées à des luxations multiples (CLM) forment un groupe de maladies rares principalement caractérisés par un retard de croissance pré- et post-natal sévère, des luxations des grosses articulations, une scoliose et une avance de maturation du carpe. À ce jour, plusieurs formes ont été décrites et la plupart ont été associés à des mutations dans des gènes codant pour des protéines impliquées dans la synthèse des protéoglycanes (PGs). Les PGs sont des macromolécules composées d'une chaine protéique et d'une ou plusieurs chaînes latérales de glycosaminoglycanes (GAG), constituées de disaccharides sulfatés formant les héparanes sulfates (HS), les chondroïtines sulfates (CS) et les dermatanes sulfates (DS). Les PGs sont fortement exprimés dans la matrice extracellulaire (MEC) des chondrocytes et jouent un rôle important dans la maturation des chondrocytes et le développement du squelette en agissant sur la diffusion des facteurs de croissance et en assurant des propriétés mécaniques adéquates aux tissus cartilagineux. L'implication du défaut de biosynthèse des PGs dans la physiopathologie des CLM n'est pas encore bien comprise et un certain nombre de patients reste sans base moléculaire identifiée. Récemment, l'équipe a identifié des variants homozygotes perte de fonction dans SLC10A7 chez des patients CLM et démontré que SLC10A7, un transporteur avec une spécificité de substrat inconnu, joue un rôle dans l'homéostasie calcique du Golgi affectant la synthèse des PGs. L'objectif de cette thèse était d'identifier de nouvelles bases moléculaires pour les patients atteints de CLM et d'en étudier les mécanismes physiopathologiques. Le projet de thèse comprend deux parties : 1) La validation fonctionnelle d'un nouveau gène identifié à l'origine d'une forme de CLM: SLC35B2 et 2) La compréhension des conséquences de l'altération de la synthèse des PGs sur l'ossification endochondrale analysant un modèle murin, invalidé pour le gène Slc10a7 (souris Slc10a7-/-), qui mime le phénotype humain CLM. 1) Nous avons identifié des variants homozygotes dans le gène SLC35B2 chez deux patients présentant un retard de croissance pré- et post-natal, des luxations, une scoliose, une déficience motrice et intellectuelle sévère et une leucodystrophie hypomyélinisante. SLC35B2 code pour un transporteur de 3'-phosphoadénosine 5'-phosphosulfate (PAPS), situé au niveau de la membrane du Golgi et impliqué dans la sulfatation des PGs. Par analyses fonctionnelles, nous avons montré que les mutations dans SLC35B2 affectent l'expression de son ARNm et la localisation subcellulaire de sa protéine conduisant à une perte de sa fonction. Conformément à ces résultats, nous avons détecté une altération de la sulfatation des PGs dans les fibroblastes et le sérum des patients SLC35B2. Nos résultats confirment que SLC35B2 est un nouveau gène impliqué dans la physiopathologie des CLM avec anomalies cérébrales, très probablement par un défaut de sulfatation des PGs. 2) Pour comprendre les conséquences de l'altération de la synthèse des PGs sur l'ossification endochondrale, nous avons analysé le modèle murin Slc10a7-/-. Nous avons montré une altération de la maturation des chondrocytes avec une augmentation de l'apoptose des chondrocytes hypertrophiques dans les plaques de croissance Slc10a7-/-. En isolant les chondrocytes de souris Slc10a7-/-, nous avons identifié un déficit en HS et CS et un défaut de minéralisation de la MEC. En outre, l'analyse de l'expression de marqueurs spécifiques pour la différenciation des chondrocytes a suggéré également une avance de différenciation des chondrocytes chez les souris Slc10a7-/- par rapport aux témoins. Enfin, nous avons identifié une activation altérée de la voie de signalisation FGF dans les chondrocytes Slc10a7-/-. Nos résultats démontrent un rôle de Slc10a7 dans la différentiation des chondrocytes via son implication dans la synthèse de PGs.