Rôle de Cyp46 dans le métabolisme du cholestérol et la neuroprotection dans la Maladie de Huntington – CYPHunt

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative d’origine génétique, due à une expansion instable de triplets CAG localisée dans l’exon 1 du gène Htt codant la Huntingtine. La protéine mutée (mHtt) possède alors des répétitions anormalement élevées de glutamines. Les manifestations cliniques majeures de cette maladie sont des chorées, des altérations cognitives, et des troubles psychiatriques. La région cérébrale la plus vulnérable dans la MH est le striatum, avec une extension progressive des autres régions cérébrales. Il n’existe pas de thérapie disponible à l’heure actuelle capable de faire régresser la progression de la maladie, qui évolue inexorablement vers la mort.
Une voie thérapeutique reste peu explorée dans la MH : celle du cholestérol. Nous possédons des arguments forts indiquant que son catabolisme est altéré dans les neurones striataux dans la MH. Ainsi, le 24S-hydroxycholesterol, produit de dégradation du cholestérol dans les neurones, est diminué dans le plasma des patients MH, à des stades précoces. En outre, nous avons fait l’observation originale que les niveaux d’expression de CYP46A1, l’enzyme limitant dans la dégradation du cholestérol, étaient diminués dans le striatum de souris MH et dans des extraits de caudé-putamen chez les patients MH. Dans des modèles in vitro de la MH, la surexpression de CYP46A1 protége les neurones de la mort induite par la mHtt. De plus, nos données préliminaires indiquent que la surexpression de CYP46A1 in vivo, dans le striatum de souris transgéniques MH, protège des troubles comportementaux induits par la mutation mHtt.
Au regard de ces données, notre but est de proposer une nouvelle voie thérapeutique dans la MH. Nous proposons de restaurer CYP46A1 dans le striatum de souris MH, grâce à une approche de thérapie génique novatrice, utilisant un AAV recombinant : AAVrh10, qui présente d’énormes avantages dans nos perspectives. Non intégratif, non immunogène, il possède un fort tropisme neuronal, et une excellente capacité à transduire le striatum dans sa globalité. Les infections virales auront lieu à des stades précoces de la pathologie (avant les premières dysfonctions neuronales) de façon à corriger les processus cellulaires et moléculaires affectés par la mHtt avant même qu’ils ne soient irréversiblement affectés. Une batterie de tests comportementaux pré-cliniques sera réalisée chez les souris MH infectées ou non avec le AAVrh10-CYP46A1 et leurs contrôles. Nous évaluerons également les bénéfices de cette approche par des études biochimiques et immunocytochimiques, en étudiant quelques marqueurs striataux, la morphologie des neurones, le métabolisme et les taux de cholestérol ainsi que des protéines des voies de signalisation en relation avec les radeaux lipidiques.
Nous proposons également d’analyser finement les conséquences de cette approche thérapeutique, en évaluant in vitro les conséquences cellulaires et moléculaires de la surexpression de CYP46A1. Une étude dynamique de différents processus cellulaires dépendant du cholestérol membranaire sera réalisée : trafic des récepteurs NMDA du glutamate, du BDNF, activation de voies de signalisation intracellulaire, formation et contenu protéique des radeaux lipidiques. Des approches sophistiquées et originales seront utilisées : telles que l’utilisation de chambres microfluidiques permettant la reconstitution des réseaux cortico-striataux orientés, ou les méthodes de spectroscopie par corrélation fluorescente pour l’étude de la répartition des récepteurs dans les radeaux lipidiques. Cette étude ne saurait être complète sans l’évaluation des conséquences cellulaires d’une déplétion de CYP46A1 dans le développement de la pathologie qui sera réalisée par des approches shRNAs in vitro et in vivo.
Dans l’ensemble, nous espérons obtenir un ensemble d’arguments pré-cliniques forts en faveur de nouvelles approches thérapeutiques, ciblant le métabolisme du cholestérol et CYP46A1, dans la MH.