Mise en évidence et caractérisation de nouveaux gènes impliqués dans les ciliopathies rénales
Characterization of new genes involved in renal ciliopathies
par Failler Marion sous la direction de Benmerah Alexandre
Thèse de doctorat en Biologie cellulaire
École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Friday 18 September 2015 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Cils (cytologie)
  • Homéostasie
  • Physiopathologie
  • Phénotype

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Mots clés
Ciliopathies, Cils primaires, Cils motiles, CEP83, TEKT1
Resumé
Le cil primaire est une antenne sensorielle présente à la surface de la plupart des cellules qui contrôle des voies de signalisation clés au cours du développement et de l'homéostasie tissulaire. Des défauts de formation ou de fonctionnement des cils sont responsables de maladies génétiques complexes appelées ciliopathies. La néphronophtise (NPH) est une ciliopathie caractérisée par une néphropathie tubulo-interstitielle chronique évoluant généralement vers l'insuffisance rénale terminale (IRT) avant l'âge adulte. La NPH peut être isolée ou associée à des signes extra-rénaux tels que la rétinite pigmentaire et des défauts du squelette permettant de définir des syndromes comme celui de Saldino-Mainzer (MZSDS). La NPH est une maladie à transmission autosomique récessive très hétérogène sur le plan génétique et les protéines codées par les gènes identifiés ont quasiment toutes été impliquées dans des fonctions ciliaires. Le séquençage d'exome de patients, ciblant plus de 1300 gènes ciliaires (ciliome), a permis de mettre en évidence des mutations dans deux nouveaux gènes candidats pour la NPH : CEP83 et TEKT1. Mon travail de thèse a consisté à caractériser l'effet des mutations et à valider leur implication dans les phénotypes des patients. CEP83 a été retrouvé muté chez plusieurs patients non-apparentés présentant une NPH avec IRT précoce (< 5 ans). CEP83 est un composant des appendices distaux du centriole père qui joue un rôle clé dans les étapes précoces de la formation du cil. J'ai montré que les mutations identifiées entraînaient une désorganisation des appendices distaux qui pourrait expliquer les défauts de ciliogénèse observés dans les fibroblastes et les biopsies rénales de patients. Ces résultats ont permis de démontrer l'implication d'une nouvelle protéine centriolaire dans la physiopathologie des formes sévères de NPH. TEKT1 présente des mutations hétérozygotes composites chez un patient ayant un tableau clinique complexe associant un MZSDS et une dyskinésie ciliaire primitive (PCD) due à des défauts de cils motiles. Une analyse génétique détaillée a mis en évidence des mutations sévères dans un second gène, WDR19, déjà caractérisé dans les formes de NPH associées à des défauts osseux. TEKT1 code la protéine Tektine-1, un membre encore non caractérisé de la famille des tektines impliquées dans les cils motiles. L'analyse de cellules nasales multiciliées a montré que Tektine-1 était localisée le long de l'axoneme des cils motiles contrôles et absent des cils des cellules du patient qui présentaient aussi des anomalies sévères de battement. En parallèle, des défauts de ciliogénèse, typiques de mutations de WDR19, ont été observés dans les fibroblastes du patient. Ces résultats suggèrent que ce phénotype complexe est dû aux effets complémentaires des mutations des deux gènes TEKT1 et WDR19, responsables des défauts dans les cils motiles et primaires, respectivement.