Caractérisation fonctionnelle du complexe ANKS6/ANKS3/BICC1 dans les maladies kystiques rénales – AnBiCyst

La néphronophtise (NPH), une néphropathie héréditaire caractérisée par une fibrose massive et la formation de kystes à la jonction cortico-médullaire, est une des principales causes d'insuffisance rénale terminale (IRT) chez l’enfant. Elle appartient au groupe des ciliopathies, un ensemble de maladies multi-systémiques liées à un dysfonctionnement du cil primaire, organite sensoriel qui régule les voies de signalisation clés au cours de l'homéostasie/développement des tissus. Une autre cause d’IRT chez l’enfant est la dysplasie rénale kystique (RCD), due à des anomalies du développement rénal, qui conduisent à la mort fœtale/périnatale dans les formes les plus sévères. En plus de ces deux pathologies d’apparition précoce, la polykystose rénale (PKD) est la cause principale d’IRT chez l’adulte, caractérisée par la présence de kystes tout au long des néphrons.

Le partenaire 1 a participé à l’identification de 13 des 20 gènes de néphronophtise actuellement connus (NPHP1-20), qui pour la plupart codent pour des protéines ciliaires. Récemment, des mutations ont été identifiées dans trois nouveaux gènes, codant pour des protéines à domaines SAM, ANKS6-ANKS3-BICC1, chez des patients NPH et RCD. Des mutations de deux de ces gènes ont également été identifiées chez des patients PKD (ANKS6, partenaire 1) ainsi que dans des modèles murins de PKD (BICC1 et ANKS6 (partenaires 2 et 3)), Ainsi, les produits de ces gènes pourraient contrôler des mécanismes communs à l’ensemble des maladies kystiques rénales. Ces trois protéines interagissent entre elles et/ou polymérisent par leurs domaines SAM. Bien que situées au cœur d’un réseau moléculaire impliquant d’autres NPHPs, les fonctions ciliaires de BICC1 et ANKS3 restent mal caractérisées. De façon intéressante, BICC1 régule négativement l’expression d’ARNm codant des constituants clefs des cils primaires, en interagissant avec les "processing bodies" (PBs) impliqués dans la dégradation des ARNm. ANKS3 et ANKS6 pourraient également jouer un rôle dans la régulation des messagers, via leur interaction avec BICC1.

Une étude protéomique réalisée par le partenaire 1 a mis en évidence de nouveaux interactants d’ANKS3, parmi lesquels plusieurs sont impliqués dans la réponse aux stress, notamment un régulateur de la réponse aux dommages de l’ADN (DDR), une voie de signalisation précédemment impliquée dans la NPH, et des composants des granules de stress (SGs). De façon intéressante les SGs sont des structures cytoplasmiques séquestrant des ARNm au cours de la réponse au stress et qui établissent des contacts avec les PBs. Ceci suggère qu’il existe un lien fonctionnel entre ANKS3 et BICC1 dans la régulation de l’expression d’ARNm impliqués dans la réponse au stress et/ou dans l’homéostasie/développement rénal.
Le but du projet est de caractériser les fonctions du complexe ANKS3-BICC1-ANKS6 dans les différents processus cellulaires impliqués dans les maladies kystiques rénales en s’appuyant sur l’étude des mutations humaines et de modèles animaux. La partie centrale et originale de ce projet concerne l’étude du rôle de ces protéines dans la régulation de l’expression des ARNm au cours de la réponse au stress et dans l’homéostasie rénale, en caractérisant notamment la fonction d’ANKS3 au sein des SGs et la nature des messagers ciblés par BICC1 et ANKS3. Il repose sur les résultats préliminaires et l’expertise complémentaire des trois partenaires, ainsi que de nombreux modèles cellulaires (lignées rénales invalidées (CRISPR), fibroblastes de patients, iPSc) et animaux (poisson zèbre, souris, rat) dont la plupart sont déjà disponibles. Ce projet devrait permettre de caractériser un nouveau mécanisme et d’identifier de nouvelles voies de signalisation/acteurs communs à l’ensemble des maladies kystiques rénales.