Mécanismes physiopathologiques des ataxies épisodiques ( EA2) et progressives – Mechataxia

Un tiers des maladies génétiques est du à des mutations non-sens produisant des protéines tronquées. Ces protéines tronquées sont souvent toxiques car mal repliés et prônes à agréger. Deux principaux mécanismes cellulaires sont liés à ces types de maladies, les contrôles qualités des ARNms et des protéines. En effet, les transcrits possédant un stop prématuré sont généralement reconnus comme aberrants et dégradés. De la même manière, les protéines tronquées mal repliées sont dégradées par le protéasome. Le but de ce projet est d’étudier les mécanismes physiopathologiques de l’ataxie épisodique de type 2 (EA2), le prototype des maladies génétiques dominantes liées à des mutations non-sens. Cette maladie est due à des mutations du canal calcique activé par le potentiel, Cav2.1 et les bases génétiques de ce désordre offre l’opportunité d’étudier ces mécanismes de leur base moléculaire jusqu’aux modèles intégrés in vivo. Le canal Cav2.1 est principalement exprimé au niveau de la présynapse des terminaisons nerveuses et est responsable de la sécrétion rapide des neurotransmetteurs. De nombreuses mutations sont retrouvées chez l’homme et causent plusieurs maladies génétiques incluant les migraines hémiplégiques familiales de type 1(FHM1), l’ataxie spinocérébelleuse de type 6 (SCA6) et l’ataxie épisodique de type 2 (EA2). L’EA2 se caractérise par des atteintes du mouvement telles que des attaques périodiques, une démarche ataxique, des vertiges et une ataxie progressive avec une atrophie cérébelleuse et perte neuronale. Des études fonctionnelles ont montré que les canaux mutés étaient non fonctionnels et que la plupart produisait des formes tronquées. Différents groupes dont le notre ont montré un effet dominant négatif de ces formes mutées in vitro. Nous avons montré que ces formes tronquées sont mal repliées, retenues dans le réticulum endoplasmique et dégradées par le proteasome. Les mutants mal repliés se lient au canal sauvage et induisent leur dégradation. Cependant l’origine de la dominance et les événements moléculaires induisant une neurodégénération restent obscurs. Le but de ce projet est de disséquer chaque événement moléculaire impliqué dans la maladie et de caractériser leur interdépendance. En particulier, nous allons étudier : 1) L’implication de la dégradation des ARNm en tant que mécanisme protecteur, 2) Les acteurs clés du processus, telles que les ligases E3, impliqués dans le processus de dégradation associé au réticulum endoplasmique et 3) Mettre en place différentes stratégies pour inhiber ou éviter la dégradation des ARNm mutés afin d’exacerber le phénotype chez la souris et faciliter l’étude des dysfonctionnements neuronaux et dégénératif in vivo. Pour cette étude, de nouvelles approches et de nouveaux outils sont en place. Une souris Knock-In portant une mutation non-sens a été réalisée car actuellement il n’existe aucun modèle fidèle de l’EA2. De plus, nous allons utiliser des agents pharmacologiques et moléculaires inhibiteurs de la dégradation des ARNm. En complément de l’étude chez la souris KI nous utiliserons des vecteurs lentiviraux afin d’exprimer des canaux mutants directement dans le cervelet de souris sauvages afin d’induire un phénotype ataxique.
Ce projet permettra de mettre en évidence une implication du système de dégradation de l’ARNm dans l’EA2 aussi bien in vitro qu’in vivo. De plus, nous prévoyons d’isoler l’E3 ligase(s) impliquée(s) dans la dégradation des canaux mal repliés, une cible thérapeutique potentielle. Pour finir, la nature du stress cellulaire aboutissant à une dégénération neuronale sera caractérisée par l’injection dans le cervelet de vecteurs lentiviraux ainsi que par la manipulation du système de dégradation des ARNm. L’accomplissement de ce projet permettra de définir de nouvelles cibles thérapeutiques pour l’EA2 et potentiellement pour d’autres maladies proches.