Golgipathie, Neurodéveloppement, Appareil de golgi, Microcéphalie, Transport membranaire, Glycosylation, Maladie génétique

Mon doctorat porte sur l'étude de deux maladies génétiques récessives qui touchent le développement cérébral postnatal et résultent de variants dans des gènes impliquant l'appareil de Golgi. La première maladie étudiée, le syndrome de Dyggve-Melchior-Clausen (DMC) a conduit à impliquer en 2003 la première protéine golgienne, la DYMECLINE, dans une microcéphalie postnatale, et a ensuite mené au concept de Golgipathies neurodéveloppementales. Les atteintes neurodéveloppementales du DMC sont associées à une déficience intellectuelle et à des anomalies squelettiques spécifiques également postnatales (dysplasie spondylo-epi-métaphysaire) et résultent de la déficience du gène DYM codant pour la DYMECLINE dont l'absence induit un défaut de transport antérograde entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi notamment dans les neurones. Un variant clinique du DMC sans microcéphalie ni déficience intellectuelle, mais dont les caractéristiques osseuses sont identiques, la dysplasie de Smith McCort (SMC), peut résulter soit de variants moins délétères du gène DYM (SMC1) soit de variants du gène codant la RAB-GTPase RAB33B (SMC2) suggérant une relation entre les deux protéines. Dans ce travail, j'ai montré que ces deux protéines co-localisent au cis-Golgi, interagissent physiquement, que la DYMECLINE est recrutée au Golgi par RAB33B et intervient dans le contrôle de l'autophagie dans des cellules non neuronales. Dans les neurones déficients pour Dym, les deux protéines sont en revanche faiblement co-localisées et l'autophagie n'est pas perturbée, mais des défauts de transport rétrograde de la membrane plasmique vers le Golgi ont été identifiés, associés à des anomalies de croissance dendritique et des défauts de maturation synaptique. La seconde partie de ma thèse porte sur l'identification d'un variant biallélique du gène GORASP1 chez un patient présentant un nouveau syndrome neurodéveloppemental caractérisé par des atteintes de la substance blanche, neurosensorielles, neuromusculaires et squelettiques. GORASP1 code pour la protéine golgienne GRASP65, connue pour son rôle dans la structure du Golgi, dans la glycosylation des protéines et dans le contrôle de l'entrée en mitose. Malgré ces fonctions apparemment essentielles et ubiquitaires, le gène n'a été impliqué dans aucune pathologie humaine. A partir à la fois des fibroblastes du patient et de cellules RPE où j'ai introduit par CRISPR/Cas9 une mutation imitant le variant du patient, j'ai montré que la protéine GRASP65 n'est plus présente dans les cellules mutées et j'ai identifié dans ces cellules des défauts de glycosylation et de mitose. Ces défauts n'empêchent cependant pas les cellules RPE de proliférer normalement. En étudiant un autre mutant généré par hasard dans les cellules RPE et qui s'est avéré produire une protéine tronquée en C-terminal mais stable, j'ai observé un phénotype de croissance cellulaire plus sévère que lorsque la protéine est totalement absente, suggérant des effets dominants négatifs de la protéine tronquée. En revanche ce mutant stable n'a pas montré de défauts de glycosylation. Cette étude a permis d'impliquer GRASP65 dans une maladie neurodéveloppementale et suggère qu'une absence totale de protéine est parfois moins délétère qu'une protéine tronquée stable.