Identification of therapeutic strategies on new Drosophila models of Friedreich's ataxia
Identification de stratégies thérapeutiques sur de nouveaux modèles de drosophiles de l'ataxie de Friedreich
par Maria RUSSI sous la direction de Véronique MONNIER
Thèse de doctorat en Neurobiologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le lundi 23 novembre 2020 à Université Paris Cité

Sujets
  • Ataxie de Friedreich
  • Criblage pharmacologique
  • Drosophila melanogaster
  • Frataxine
  • Maladies neurodégénératives
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Mots clés
Expansions de triplets répétés
Resumé
L'ataxie de Friedreich (AF) est l'ataxie héréditaire autosomique récessive la plus fréquente dans les populations caucasiennes. Elle se caractérise par une neurodégénérescence progressive et une cardiomyopathie hypertrophique. L'espérance de vie moyenne des patients est inférieure à 40 ans et il n'existe actuellement aucun traitement efficace pour guérir, voire ralentir la progression de la maladie. L'AF est causée par une expansion de triplets GAA dans le premier intron du gène FXN, conduisant à une diminution de son expression. Ce gène code pour la frataxine, une petite protéine mitochondriale impliquée dans la synthèse des centres fer-soufre. Cette thèse rapporte le développement et la caractérisation de nouveaux modèles de l'AF chez Drosophila melanogaster, générés par introduction dans l'intron du gène de la frataxine de mouche, de triplets GAA provenant de patients, en utilisant le système CRISPR/Cas9. Cinq lignées portant respectivement 320, 200, 65, 42 ou 18 triplets GAA ont été générées. Les lignées avec les expansions les plus importantes (320 et 200 GAA) présentent une forte diminution de l'expression de la frataxine, associée à un retard de croissance et à une létalité développementale. Les lignées avec des expansions plus courtes (42 et 18 GAA) sont viables mais les adultes ont une durée de vie réduite, des déficits locomoteurs et sont hypersensibles au stress oxydant. Les signatures transcriptionnelles dues au déficit en frataxine ont été analysées par Deep Sequencing dans le modèle 200 GAA. Une dérégulation des gènes impliqués dans le métabolisme des acides aminés ainsi que des signatures transcriptomiques de stress oxydatif ont été observées. L'un des gènes surexprimé, Tspo, pourrait être un candidat prometteur comme marqueur de la progression de la maladie. La N-acétyl cystéine, un composé identifié par criblage de molécules candidates, améliore significativement la survie, la fonction locomotrice, la résistance au stress oxydatif et l'activité aconitase de ces mouches déficientes en frataxine. Cette thèse présente également la validation de composés identifiés par criblage d'une chimiothèque constituée de 1280 composés, sur un modèle cardiaque de l'AF, dans lequel la frataxine est inactivée par ARN interférence spécifiquement dans le cœur ce qui a permis d'identifier onze composés cardioprotecteurs. Cette étude illustre donc la pertinence de ces modèles drosophile, qui récapitulent les principales caractéristiques de la maladie humaine, pour identifier des médicaments candidats et évaluer des stratégies thérapeutiques.