Eupatilin and agonists of prostaglandin receptors as therapeutic approaches for juvenile nephronophthisis : characterization of their effects on ciliogenesis and shared mechanisms of action
Eupatilin et agonistes des récepteurs des prostaglandines comme approches thérapeutiques de la néphronophtise juvénile : caractérisation de leurs effets sur la ciliogenèse et de leurs mécanismes d'action
par Alice TATA sous la direction de Alexandre BENMERAH
Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le lundi 11 décembre 2023 à Université Paris Cité

Sujets
  • Ciliopathies
  • Cycle cellulaire
  • Néphrologie pédiatrique
  • Prostaglandines
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Mots clés
Néphronophtise, Rein, Ciliopathies, Cils primaires, Cycle cellulaire, Thérapeutique, Prostaglandines, Eupatilin
Resumé
La Néphronopthise (NPH) est une maladie rénale tubulo-interstitielle autosomique récessive causée par des variants bialléliques de gènes codant pour des protéines constitutives des différents compartiments du cil primaire, un centre de signalisation cellulaire clé qui s'assemble dans la plupart des cellules en quiescence. La NPH est donc classée parmi les ciliopathies rénales qui peuvent être isolées ou associées à des manifestations extra-rénales dans des formes syndromiques. La NPH est très hétérogène génétiquement avec plus de vingt-trois gènes identifiés (appelés NPHP), même si NPHP1 représente à peu près de 50 % des gènes responsables identifiés.La NPH conduit inévitablement à une insuffisance rénale terminale (IRT), représentant de 5 à 10 % des IRT chez les enfants. Elle peut cependant être classée en trois sous-types cliniques distincts en fonction de son âge d'apparition : infantile, juvénile et adolescent/adulte. La NPH juvénile est la forme la plus répandue, conduisant à l'IRT à 13 ans. Elle est principalement causée par des variantes bialléliques de NPHP1 et d'autres gènes, notamment NPHP5 et NPHP6, qui codent pour des composants de la zone de transition, un sous-domaine à la base des cils contrôlant la ciliogenèse (c'est-à-dire l'assemblage des cils) et la composition ciliaire. Malgré les progrès récents, les traitements pour la NPH sont encore limités aux thérapies palliatives et aux transplantations rénales. Il est donc impératif de rechercher de nouvelles stratégies thérapeutiques. Pour ces raisons, les criblages phénotypiques de bibliothèques de petites molécules déjà approuvées en clinique (repurposing) ont montré leur impact potentiel dans cette direction et ont conduit à l'identification de plusieurs molécules intéressantes capables de corriger à un certain degré les phénotypes ciliaires caractéristique de la NPH juvénile.Dans la présente étude, nous avons étudié l'intérêt potentiel des agonistes des récepteurs des prostaglandines (EP) initialement identifiés en laboratoire dans le contexte du gène NPHP1, ainsi que de ceux de l'Eupatilin et d'un inhibiteur de la signalisation RHO, précédemment identifiés dans le contexte de NPHP6 et NPHP8, respectivement. Nous avons également inclus d'autres molécules intéressantes issues de notre crible en fonction de leurs effets connus sur la ciliogenèse. Ces composés ont été testés sur des cellules épithéliales rénales (UREC) précédemment caractérisées provenant de patients NPHP1 ainsi que sur de nouvelles UREC générées à partir de deux patients NPHP5, qui présentent également des défauts ciliaires importants (ciliogenèse et composition ciliaire). Alors qu'aucun effet spécifique n'ait été observé avec les nouvelles molécules issues de notre crible, les agonistes des EPs et l'Eupatilin ont montré des effets positifs sur la ciliogenèse dans les contextes NPHP1 et NPHP5. Fait intéressant, une analyse transcriptomique dans les UREC NPHP1 a révélé que le traitement à l'Eupatilin agit principalement par une régulation négative de la progression du cycle cellulaire, avec un certain chevauchement avec les voies modulées par les agonistes des EPs. Par conséquent, nos résultats étendent nos observations initialement faites dans le contexte de NPHP1 et élargissent l'utilisation potentielle des agonistes des récepteurs des prostaglandines et de l'Eupatilin dans différents contextes NPHPs. Une autre partie de notre travail a été consacrée à la génération de modèles d' NPHP5 d'organoïdes rénaux et de poisson zèbre invalidés pour NPHP5 dans le but de les utiliser pour études transcriptomiques et/ou pour le test des molécules caractérisées dans les URECs. Ces objectifs n'ont pas pu être atteints principalement parce que les différentes approches basées sur la technique CRISPR n'ont pas permis d'obtenir des clones d'hiPSC avec des allèles nuls homozygotes pour NPHP5 et n'ont pas conduit à des phénotypes de ciliopathies chez les embryons de poisson zèbre.