Rôle de la mitophagie et de la réponse immunitaire innée dans les décompensations fébriles des rhabdomyolyses héréditaires. Perspectives thérapeutiques. – MetabInf

Les rhabdomyolyses (RM) entraînent une altération du métabolisme de l’ATP et une dérégulation des canaux ioniques, avec pour conséquences un relargage de calcium intracytoplasmique et la destruction des cellules musculaires. Bien que rare, le pronostic des RM liées aux maladies héréditaires du métabolisme (MHM) est médiocre, en l’absence d’un traitement spécifique. Les poussées de RM sont fréquemment précipitées par la fièvre et le jeûne. Nous avons identifié le mécanisme physiopathologique des RM liées à un déficit en lipin-1 : les myoblastes de patients présentent une réduction de l’activité de la Vps34 PI-3K et de l’expression de Phospho-Inositide-3 Phosphate (PI3P) dans les endosomes tardifs, entraînant une diminution du recrutement de la protéine activatrice GTPase Rab7 (GAP) Armus, une perturbation de l'architecture endosomale, un défaut de dégradation lysosomale et du flux mitophagique. En conséquence, TLR9 est piégé dans les endosomes tardifs où il reste activé, même après résolution du stress métabolique. Dans les myoblastes de patients exposés à un ligand de TLR9 et cultivés dans un milieu minimal in vitro, des conditions mimant un état fébrile, nous avons observé une accumulation d'ADN mitochondrial (ADNmt), une hyperactivité de TLR9 avec augmentation de la production de cytokines inflammatoires, une augmentation de calcium dans le cytosol et l’induction de mort cellulaire, reproduisant la RM in vitro. Le prétraitement des cellules avec un antagoniste TLR9 ou un inhibiteur corrige le phénotype in vitro et les patients sont améliorés par l'hydroxychloroquine.
La mitophagie, hautement développée dans les cellules énergétiques comme le muscle squelettique, empêche la libération d’ADNmt, un activateur naturel de l’immunité innée, en éliminant les mitochondries endommagées par la voie autophagolysosomale. Une anomalie de mitophagie entraîne une accumulation d'ADNmt et une inflammation via l'activation de TLR9, de l’inflammasome NLRP3 ou de la voie STING. Une perturbation dans l’autophagie, la composition en lipides et/ou le métabolisme énergétique peut entraîner une altération de la mitophagie, notamment une déplétion en ATP, une production de ROS ou une altération d’organelles impliquées dans la mitophagie telles que le réticulum endoplasmique (RE) et l'appareil de Golgi.
Nous suspectons que la mitophagie et la réponse inflammatoire sont altérées dans un grand nombre de MHM, et proposons de tester cette hypothèse dans les myoblastes et le plasma de 18 patients souffrant de RM déclenchées par la fièvre et liées à l'une des cinq MHM: défaut d’oxydation des acides gras (OAG) mitochondriale (déficits en LCHAD, VLCAD et CPT2) et mutations dans le gène TANGO2 ou dans le gène FDX1L, dans le but d’identifier un traitement comme dans le déficit en lipin-1. Ces maladies entraînent une déplétion en ATP et un dysfonctionnement des mitochondries. L’accumulation de métabolites dans les déficits d’OAG active la voie Akt / mTORC1 qui inhibe la mitophagie tandis que la protéine TANGO2 régule l'organisation entre l'appareil de Golgi et le RE. Une collection de myoblastes et de plasma pour tous les patients et des témoins a déjà été établie. Le projet consiste en 4 axes: i) établir les profils inflammatoires associés aux différentes maladies; ii) étudier les conséquences des mutations sur les fonctions mitochondriales et la dynamique des organelles, en particulier une accumulation d'ADNmt, iii) identifier les stress métaboliques et/ou inflammatoires responsables des RM en étudiant leur propension à altérer le flux calcique et la mort cellulaire dans les myoblastes, iv) tester l'efficacité de médicaments candidats in vitro, identifiés grâce aux axes précédents. Nous anticipons qu’une perturbation de la mitophagie et de l'immunité constitue un dénominateur commun aux RM liées aux MHM, qui pourraient malgré leur hétérogénéité bénéficier d’une approche thérapeutique commune, aujourd’hui inexistante.