Génétique et physiopathologie du syndrome de Lowe, analyse des aspects neurologiques
Genetics and pathophysiology of Lowe's syndrome, analysis of the neurological aspects
par Anne HÉRITIER sous la direction de Pierre BILLUART
Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Génétique
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le mardi 24 septembre 2019 à Université de Paris (2019-....)

Sujets
  • Fibroblastes
  • Gènes modificateurs
  • génétique
  • Maladie de Dent
  • métabolisme
  • physiopathologie
  • Syndrome de Lowe

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Mots clés
PLCβ1, OCRL, Maladie de Dent type 2, Ciliogenèse
Resumé
Le syndrome de Lowe (LS) est une maladie génétique récessive rare liée à l'X associée à des mutations de perte de fonction du gène OCRL. Elle est caractérisée par une cataracte congénitale, une tubulopathie rénale proximale et des signes neurologiques. La physiopathologie des signes neurologiques n'est toujours pas claire. Ma thèse se concentre sur l'étude des bases cellulaires et moléculaires des signes neurologiques du LS. Nous avons mimé la pathologie in vitro à l'aide des neurones de l'hippocampe de souris où nous avons inhibé l'expression d'OCRL. Nous avons recherché les conséquences de cette perte sur des phénotypes neuronaux de déficience intellectuelle. Nous avons exploré la formation du cil primaire au cours de la différenciation in vitro. Nous avons analysé le rôle d'OCRL1 dans la formation du cerveau cortical de la souris. Nous avons identifié différents phénotypes perturbés par la perte d'expression d'OCRL dans le LS. Les neurones inhibés pour OCRL sont en moyenne plus petits avec moins de branches et une arborisation moins complexe. Ce défaut de dendritogenèse laisse supposer qu'OCRL joue un rôle lors de la dendritogenèse. En étudiant précisément les dendrites, on observe une dérégulation de la formation des épines dendritiques accompagnée d'un défaut de synaptogenèse. Lors de l'inhibition d'OCRL, on constate un défaut de ciliogenèse. Ce défaut de cil primaire se traduit également in vivo par un retard de la migration corticale des neurones inhibés pour OCRL. OCRL aurait donc aussi un rôle dans la ciliogénèse. Ces anomalies constitueraient ainsi des bases cellulaires et moléculaires de la physiopathologie des signes neurologiques de la maladie. Les mutations d'OCRL ont été observées non seulement chez les patients atteints du LS classique, mais également chez des patients plus modérément atteints (quasi absence de signes neurologiques et oculaires), classés Dent-2. Cette situation suggère qu'il existe des différences individuelles dans la capacité de compenser la perte d'OCRL. La seconde partie de ma de thèse explore les mécanismes de compensation existants entre les patients Lowe et Dent-2.Des études dans le laboratoire ont montré que les fibroblastes de patients Lowe et Dent-2 avaient des phénotypes différents et identifié un gène, PLCβ1, comme étant exprimé de façon différente chez les patients Lowe et Dent. PLCβ1 étant impliqué dans les mêmes voies métaboliques qu'OCRL.Nous avons donc étudié, des phénotypes perturbés dans les fibroblastes de patients Lowe et ayant un phénotype moins sévère dans les fibroblastes de patients Dent-2. L'inhibition de PLCβ1 dans des fibroblastes de patients Lowe, nous a permis d'observer que les fibroblastes présentent un «¿phénotype de type Dent-2¿». De façon réciproque, lorsque l'on surexprime PLCβ1 dans des fibroblastes Dent-2, nous avons constaté que les fibroblastes présentent un «¿phénotype de type Lowe¿». Ces travaux suggèrent que PLCβ1 est un gène modificateur du LS, qui aurait un rôle dans l'hétérogénéité des signes neurologiques associés aux mutations d'OCRL. Mon projet a consisté à évaluer PLCβ1 en tant que gène modificateur du LS. Nous avons testé cette hypothèse, par la modulation de PLCβ1 dans les neurones down régulés pour OCRL. Les neurones à la fois inhibés pour OCRL et PLCβ1, ont des phénotypes quasi similaires aux contrôles pour tous les paramètres que nous avons étudiés précédemment. Les neurones modulés à la fois pour OCRL et PLCβ1 sont en moyenne plus grands avec plus de branches et une arborisation plus complexe que les neurones KO pour OCRL Nous observons une restauration de la densité des épines dendritiques et synaptiques, un réseau d'actine plus dense et une amélioration du défaut de ciliogenèse. L'ensemble de ces résultats confirme l'hypothèse de l'implication de PLCβ1 dans la variabilité phénotypique des signes neurologiques entre le LS et la maladie de Dent-2, donc que PLCβ1 est un gène modificateu