Chondrodysplasie, Luxations multiples, Ossification endochondrale, Modèle murin, SLC10A7, DDR1, Chondrocytes, Ostéoblastes

Les chondrodysplasies à luxations multiples (CLM) sont un groupe de dysplasies squelettiques caractérisées par de nombreuses luxations des grosses articulations (hanche, genou ou épaule), hyperlaxité, scoliose, un retard de croissance pré- et postnatale, et une association variable d'autres manifestations comme dysmorphie faciale, déficience intellectuelle et obésité. À ce jour, plus de 20 pathologies ont été décrites dans le groupe des CLM. Ces pathologies sont associées à des mutations pathogènes dans des gènes codants pour des protéines impliquées directement ou indirectement dans la synthèse des protéoglycanes (PG). Les PG sont de larges protéines glycosylées fortement représentés dans la matrice extracellulaire (MEC) du tissu conjonctif, comme le cartilage. Les PG sont composés par une protéine initiale où des glycosaminoglycanes (GAG) sont ajoutés de manière covalente. Les GAG sont des chaînes polysaccharidiques et leur synthèse sur la protéine initiale est réalisée dans l'appareil de Golgi. Lors de l'ossification endochondrale, le cartilage initialement formé sera progressivement remplacé par de l'os, d'abord dans le centre d'ossification primaire (COP) puis dans le centre d'ossification secondaire (COS). Les défauts de production de PG conduisent à des défauts spécifiques de l'ossification endochondrale. Cette thèse a pour objectif de compléter la caractérisation des mécanismes physiopathologiques d'un modèle murin de CLM et d'identifier de nouvelles bases moléculaires pour les patients atteints de CLM. Ce projet comprend deux parties : 1) caractérisation d'un modèle murin invalidé pour le gène Slc10a7 ; et 2) validation fonctionnelle de DDR1, un nouveau gène identifié chez un patient avec une CLM. 1) L'équipe a identifié, chez des patients atteints de CLM, que les mutations de perte de fonction du gène SLC10A7 jouent un rôle dans l'homéostasie du calcium de Golgi et la production de PG. Un modèle murin dépourvu de Slc10a7 a été développé pour étudier les fonctions de Slc10a7 dans l'ossification endochondrale. Nous avons d'abord étudié les conséquences de l'altération des PG sur le développement du COS par des études histologiques du modèle de souris déficient en Slc10a7, montrant un retard d'ossification, mais aucune autre altération de l'ossification. Ensuite, nous avons étudié la minéralisation des ostéoblastes déficients en Slc10a7 in vitro, où nous n'avons observé aucun défaut de minéralisation. Enfin, nous avons testé la supplémentation en manganèse comme traitement pour restaurer la production des PG dans des cellules déficientes en SLC10A7. Le traitement n'a pas été efficace suggérant que l'homéostasie altérée de l'appareil de Golgi est plus complexe que nous le pensions initialement. Dans l'ensemble, nos résultats élargissent nos connaissances du rôle joué par SLC10A7 dans l'ossification endochondrale. 2) Par séquençage de l'exome entier, nous avons identifié une mutation homozygote non-sens dans DDR1 (c.1825C>T, p.Arg609*) chez un patient présentant de multiples dislocations articulaires congénitales, une hyperlaxité et une hypoplasie cérébelleuse. DDR1 code pour une tyrosine kinase réceptrice du collagène localisée sur la membrane plasmique. Nous avons montré l'absence complète de la protéine DDR1 dans les fibroblastes des patients, confirmant la perte de fonction du variant. Par analyse fonctionnelle, nous avons démontré que l'inhibition de DDR1 a altéré la voie de signalisation IHH dans les chondrocytes, diminué la différenciation et la minéralisation dans les ostéoblastes, confirmant ainsi un rôle dans les cellules squelettiques. Il est aussi intéressant de noter que nous avons montré une altération de la production de PG dans les fibroblastes du patient et dans les chondrocytes où DDR1 était inhibé. Ensemble, nos données soutiennent que DDR1 est un nouveau gène impliqué dans la physiopathologie des CLM.