Identification de gènes candidats pour l'anémie de Blackfan-Diamond et caractérisation phénotypique
Identification of candidate genes for Blackfan-Diamond anemia and phenotypic characterization
par Manon Juliette SABY sous la direction de Lydie DA COSTA
Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Biologie cellulaire et moléculaire, physiologie, physiopathologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le lundi 16 décembre 2019 à Université de Paris (2019-....)

Sujets
  • Anémie de Blackfan-Diamond
  • Érythropoïèse
  • Molécules chaperonnes
  • Protéines du choc thermique HSP70
  • Ribosomes
Un embargo est demandé par le doctorant jusqu'au 16 décembre 2021
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Mots clés
Ribosomopathie, Érythroblastopénie, Biogenèse des ribosomes
Resumé
L'anémie de Blackfan-Diamond (ABD) est une érythroblastopénie congénitale rare secondaire à un blocage de la maturation des cellules érythroïdes entre les stades BFU-e (EPO indépendant) et CFU-e (EPO dépendant). La maladie se manifeste par une anémie arégénérative, le plus souvent macrocytaire. Dans 50% des cas, à l'anémie s'associe un syndrome malformatif affectant l'aire céphalique et les extrémités et incluant un retard de croissance. Bien que très hétérogène tant phénotypiquement que génotypiquement, l'ABD est due à des mutations toujours hétérozygotes dans des gènes de protéines ribosomiques (RP) pour 80% des cas. Le premier gène identifié comme impliqué dans l'ABD est le gène de la RPS19 (RPS19), faisant de l'ABD la première ribosomopathie décrite. A ce jour, 20 gènes de RP ont été identifiés. L'haplo-insuffisance en RP entraîne un défaut de maturation des ARN ribosomiques (ARNr) générant un stress nucléolaire, qui lui-même conduit à la stabilisation de la protéine p53. La p53 stabilisée induit l'apoptose et l'arrêt du cycle cellulaire qui sont responsables en grande partie de l'érythroblastopénie. Plus rarement, l'ABD peut être la conséquence de mutations présentes sur le gène GATA-1 (facteur de transcription majeur de l'érythropoïèse), le gène TSR2 (interagissant avec la protéine RPS26 et intervenant dans la biogenèse des ribosomes) ou encore le gène EPO (cytokine clé de l'érythropoïèse). Cependant, 20% des patients atteints d'ABD ne sont toujours pas génotypiquement diagnostiqués : de nouveaux gènes candidats sont encore à découvrir chez ces patients. Dans cette perspective, l'objectif de ma thèse a donc été de caractériser le rôle fonctionnel de nouveaux gènes candidats afin de confirmer leur lien avec l'ABD. Nous avons procédé à un séquençage d'exomes chez 25 familles ce qui a permis d'identifier 8 gènes candidats. Nous présentons ici quatre de ces gènes dont deux gènes codant pour un chaperon ribosomique : HSPA14 et HEATR3, un gène codant pour une RP : RPL9 et un gène codant un facteur de croissance : CECR1.Les protéines chaperons du ribosome représentent un nouveau groupe de gènes pouvant être associé à la maladie. Mes travaux de thèse ont permis d'étudier la prolifération, la division, l'amplification, la différenciation et la viabilité des cellules primaires érythroïdes issues des patients porteurs de variations alléliques dans ces gènes. Ces expériences ont permis de mettre en évidence un défaut de prolifération érythroïde chez l'ensemble des patients testés accompagné d'une diminution de l'amplification et de la division cellulaire ainsi qu'un retard de différenciation. Ces résultats sont objectivés par la persistance des marqueurs d'immaturité CD34 et IL-3R ainsi que d'un retard d'apparition des marqueurs terminaux tels que la BAND3 ou l'alpha4-intégrine. L'étude transcriptionnelle et protéique met en évidence une stabilisation de p53, conduisant à une activation de ces cibles p21 et de bax. Le travail est finalisé pour HEATR3 (manuscrit en préparation) et en cours de finalisation pour HSPA14.L'étude sur le gène RPL9 grâce à un travail collaboratif a permis de mettre en évidence deux phénotypes différents en fonction du variant allélique identifié : un phénotype ABD pour un variant allélique de la 5'UTR ou un phénotype associé à un risque de cancer. L'étude de la différenciation érythroïde montre un impact sur la différenciation et la prolifération pour le variant lié à l'ABD uniquement. Parallèlement, une étude en collaboration sur le gène RPL13, a permis de confirmer le rôle spécifique de certaines protéines RP dans d'autres pathologies que l'ABD et d'ajouter une nouvelle maladie à la liste des ribosomopathies.Le facteur de croissance CECR1, identifié comme muté chez plusieurs familles du consortium EURODBA, représente un nouveau groupe de gènes pouvant être associés à la maladie.