Formes monogéniques de diabète juvénile: vers une nouvelle compréhension du développement, de la fonction et de la survie des cellules beta pancréatiques – MONODIA-POP

Une fraction des diabètes insulino-traités juvéniles (DIJ) a un déterminisme monogénique, contrairement aux diabètes fréquents multifactoriels. Plusieurs gènes responsables de diabètes monogéniques ont déjà été identifiés, qui affectent le développement, la fonction ou la survie des cellules beta pancréatiques. Dans ce projet, nous identifierons et caractériserons sur les plans génétiques et cliniques de nouvelles entités de JOD et nous réaliserons des études fonctionnelles détaillées de ces gènes. Ce projet repose sur l’expertise complémentaire en génétique humaine et en biologie fonctionnelle des deux porteurs de projets, leur permettant de développer une approche intégrée et innovante pour ces études. D’une part, nous poursuivrons et élargirons notre étude de patients et familles fortement sélectionnés pour du diabète monogénique d’après des considérations cliniques, familiales et populationnelles, afin d’identifier des gènes responsables de formes monogéniques de diabètes. Pour cela nous réaliserons des études de re-séquençage ciblé à grande échelle de gènes identifiés par nos études de séquençage d’exomes pour les valider génétiquement, ainsi que des gènes déjà connus pour être responsables de formes monogéniques de diabète, sur une grande collection de 1000 patients DIJ et sujets sains. Ainsi, nous identifierons des gènes et mutations monogéniques responsables de diabète dans ces gènes, que nous étudierons en fonction des caratéristiques individuelles et populationnelles des patients. Cela nous permettra pour la première fois d’obtenir une estimation fiable de la fraction monogénique responsable de DIJ selon différents critères comme l’origine populationnelle et les caractéristiques familiales et cliniques des patients. Simultanément, nous réaliserons des études fonctionnelles détaillées de certains de ces gènes, en commençant par deux gènes : un gène (X) que vous avons précédemment identifié comme muté dans une nouvelle forme de diabète monogénique (homozygotes mutés : diabète néonatal ; hétérozygotes : diabète de type 2 précoce), et un gène (Y) que nous avons récemment validé comme monogénique par l’identification de 7 nouvelles mutations chez 8 patients diabétiques non apparentés. Premièrement, nous poursuivrons nos études fonctionnelles du gène X dans des cellules beta dérivées de cellules souches embryonnaires. Deuxièmement, nous étudierons la fonction du gène Y par l’utilisation d’un modèle de phénotypage de pointe, sur des cellules souches pluripotentes induites à partir de cellules de patients (hiPSCs) et dans des cellules souches embryonnaires humaines génétiquement modifiées pour ces mutations (hESCs). Ces dernières seront différenciées en cellules beta pancréatiques pour réaliser des études fonctionnelles détaillées. Troisièmement, nous construirons les mutations identifiées dans ces gènes dans par genomic editing sur hESCs en utilisant une plateforme iCRISPR. Ainsi, nous constituerons une banque cellulaire pour réaliser des études cellulaires détaillées visant à : 1) créer des modèles cellulaires de diabète pour déterminer les bases moléculaires de la maladie ; 2) permettre le criblage thérapeutique de petites molécules dans ces modèles; 3) caractériser les réseaux moléculaires essentiels pour le développement du pancréas endocrine et la fonction et la survie des cellules beta. Cette étude permettra d’établir les bases d’une réelle « médecine personnalisée » pour la thérapie des diabètes.