IPSC, Organoïdes rénaux, Modélisation de maladies, Maladies héréditaires, Syndrome néphrotique cortico-Résistant, Syndrome de Galloway Mowat

Le syndrome néphrotique cortico-résistant (SNCR) est une maladie rénale rare caractérisée par une protéinurie massive due à des altérations structurelles de la barrière de filtration glomérulaire, dont le podocyte est un composant majeur. Plus de 50 gènes ont été impliqués dans les formes monogéniques de SNCR, tous exprimés dans le podocyte. Parmi eux, NPHS2, codant pour la podocine, a été identifié par le groupe du Pr. Antignac comme responsable de SNCR sévère précoce ; la mutation p.R138Q de le podocine étant la plus répandue dans la population européenne. Bien que le SRNS se présente principalement sous forme isolée, il peut également être associé à des manifestations extra-rénales. Ainsi, le groupe du Pr. Antignac a récemment décrypté les bases génétiques du syndrome de Galloway-Mowat (GAMOS), associant le SRNS à une microcéphalie et des troubles neurologiques, dont les mécanismes pathologiques restent encore mal compris. Le premier objectif de ma thèse de doctorat a été de mettre en place les techniques et outils adéquats pour utiliser les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) dans la modélisation in vitro de ces maladies. Deuxièmement, je me suis concentrée sur leur utilisation afin de déchiffrer les mécanismes cellulaires et moléculaires pathologiques impliqués dans les formes isolées et systémiques (néphro-cérébrales) des troubles glomérulaires héréditaires. Nous avons obtenu des cellules d'un patient atteint de SRNS portant la mutation homozygote R138Q de la podocine, ainsi que des cellules de patients atteints de GAMOS. Ainsi, j'ai mis en place la différenciation des iPSC en organoïdes rénaux. Ceux-ci possèdent les mêmes caractéristiques que les néphrons in vivo, à savoir la succession ordonnée des segments du néphron. Au niveau du glomérule, j'ai confirmé l'expression et la localisation de marqueurs clés des podocytes, tels que WT1 au noyau, la podocalyxine à la surface apico-latérale et au pôle basal la néphrine, la podocine et la synaptopodine ; de même que leur identité podocytaire par analyse transcriptomique. L'emploi des organoïdes rénaux représente la pierre angulaire de cette étude. J'ai démontré que les organoïdes arborant la mutation de la podocine R138Q ont un niveau d'expression inférieur et une localisation subcellulaire altérée de la podocine R138Q. Lors de la correction générée par CRISPR/Cas9 des iPSC de patient, nous avons restauré la localisation et le bon niveau d'expression de la podocine. De plus, j'ai étudié le profil transcriptomique des podocytes triés par FACS afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires en jeu. De manière inattendue, les données RNA-Seq suggèrent l'implication d'une activation de la réponse de type interféron dans les podocytes du patient R138Q. Des analyses supplémentaires sont désormais nécessaires pour statuer entre un effet de mutation ou l'influence dû au fond génétique du patient.Grâce aux iPSC il est possible de modéliser les aspects rénaux et neuronaux du GAMOS. Des organoïdes rénaux et des progéniteurs neuronaux dérivés d'iPSC ont été utilisés dans ce travail. Nous avons observé une perturbation des processus cellulaires fondamentaux tels que la prolifération, la survie et une augmentation de l'apoptose dans les deux systèmes. Ceux-ci confirment nos données récemment publiées sur des lignées de podocytes. Cela serait la conséquence d'une diminution dans l'efficacité et fidélité de traduction protéique, due à un défaut de synthèse de la modification universelle t6A des ARNt décodant les codons ANN. Cette nouvelle approche basée sur iPSC nous a permis de mettre en évidence des phénotypes cellulaires liés à des maladies rénales héréditaires dans de types cellulaires pertinents et un contexte spécifique au patient. Bien que certaines limites persistent et que la technique puisse encore être améliorée, les iPSC représentent actuellement un système complémentaire qui est en train d'être mis en place au laboratoire pour d'autres sujets de recherche.