CFTR, Mucoviscidose, Modulateurs, ER Membrane Complex (EMC), PJA2, Ubiquitination

La mucoviscidose est une maladie génétique causée par des mutations du gène Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR), dont la protéine associée assure le transport des ions chlorure et bicarbonate dans les cellules épithéliales. Le bon fonctionnement de CFTR dépend de sa synthèse au niveau du réticulum endoplasmique (RE), de son trafic vers la membrane plasmique et de sa dégradation ou de son recyclage. Cependant, des mutations telles que F508del perturbent ces différentes étapes, réduisant drastiquement la quantité de CFTR fonctionnel à la surface cellulaire. Bien que d'importants progrès aient été réalisés, notamment avec l'avènement de modulateurs pharmacologiques (correcteurs, potentiators), la structure tridimensionnelle de CFTR reste incomplètement élucidée et les partenaires protéiques régissant son repliement et sa stabilité demeurent encore mal caractérisés. Élucider précisément l'impact de chaque mutation sur la conformation de CFTR est donc essentiel pour développer des stratégies thérapeutiques plus ciblées et améliorer la prise en charge de la mucoviscidose. C'est pour cela qu'au cours de cette thèse, j'ai d'abord étudié la structure de CFTR ainsi que l'action de différents modulateurs pharmacologiques. J'ai ainsi mis en évidence un nouveau rôle critique d'une région au sein du domaine transmembranaire 2 (MSD2), dont la mutation de certains résidus (R1158, R1030, W846) accroît l'activité du canal et permet une ouverture indépendante de l'AMPc, révélant un nouveau mécanisme de régulation. Par ailleurs, l'analyse du correcteur VX-445 (Elexacaftor) a montré qu'il possède une double action : en plus de faciliter le trafic de CFTR, il en potentialise l'activité. De surcroît, j'ai identifié l'apigénine comme co-potentiateur capable de renforcer l'activité de CFTR, dont certaines mutations considérées comme non-répondeuses. En parallèle, mes travaux se sont orientés vers l'étude de l'interactome de CFTR, c'est-à-dire l'ensemble des partenaires protéiques impliqués dans sa biogenèse. J'ai ainsi étudié plus particulièrement deux acteurs, l'ER Membrane Complex (EMC) et la E3 ligase PJA2, tous deux liés à des étapes précoces de la biogenèse, afin de comprendre leur influence sur la stabilité de CFTR. En ciblant plus spécifiquement les acteurs responsables de l'ubiquitination, il devient possible d'augmenter la quantité de CFTR pouvant être ciblée par les modulateurs. Ces travaux ont également révélé que l'ubiquitination pouvait réguler certains motifs internes de CFTR, ouvrant la possibilité de favoriser son export du RE. L'ensemble de ces résultats permettent d'éclairer la régulation de CFTR et ouvre des perspectives thérapeutiques plus ciblées, dans l'objectif finale est d'améliorer la prise en charge des patients atteints de mucoviscidose.