La signalisation WNK comme nouvelle cible thérapeutique dans l'épilepsie – WATT

Les récepteurs ionotropiques GABAA sont majoritairement perméables au chlore (Cl-). La direction du flux de Cl- à travers le canal dépend des gradients transmembranaires en Cl-. Par conséquent, l'homéostasie du Cl- détermine de manière critique la polarité et l'efficacité de la transmission GABAergique dans le cerveau.

L'épilepsie est souvent associée à une altération de l'homéostasie du Cl- neuronal. L'accumulation intra-neuronale en Cl- s’explique par un défaut d’extrusion du Cl- et/ou par une augmentation de l’influx de Cl- dû à une altération de l’expression et/ou de l’activité des transporteurs KCC2/KCC3 et NKCC1 responsables respectivement de l’efflux et de l’influx du Cl- neuronal. Il en résulte un affaiblissement de la signalisation GABAergique, ce qui favoriserait l'apparition des crises. Les molécules visant à réduire la concentration intracellulaire en Cl- représentent donc une stratégie thérapeutique prometteuse contre l’épilepsie ainsi que d'autres maladies où l’inhibition est altérée comme les douleurs neuropathiques et les troubles psychiatriques. Il est donc crucial de découvrir de nouveaux mécanismes de régulation des transporteurs KCC2, KCC3 et NKCC1 susceptibles d’amener au développement de nouveaux traitements.

Nous avons découvert que la voie de signalisation médiée par WNK1 régule rapidement l'homéostasie du Cl- neuronal en contrôlant la diffusion et la stabilité membranaire de KCC2 dans les neurones hippocampiques. De plus, nous avons montré que cette voie est massivement activée dans le cerveau épileptique. Cette signalisation agit en contrôlant la phosphorylation de résidus Thréonine (Thr) de KCC2. Sachant que cette voie phosphoryle également KCC3 et NKCC1, aboutissant à l'inhibition des KCCs et l'activation de NKCC1, la modulation de la voie WNK doit donc être efficace pour restaurer l'homéostasie du Cl- dans l'épilepsie et limiter l'occurrence/la gravité des crises.

Nous visons à élucider les mécanismes sous-jacents à la voie WNK dans l'épilepsie et à déterminer si le fait d'interférer avec cette voie a des effets bénéfiques pour l'épilepsie. La manipulation de cette voie est particulièrement prometteuse pour le développement d'un nouveau traitement car un inhibiteur de WNK est d’ores et déjà disponible pour une administration orale chez l'homme.

Notre première tâche consiste à déchiffrer les mécanismes de régulation de KCC2, KCC3 et NKCC1 dans les interneurones à parvalbumine (PV) et les cellules principales de l'hippocampe et à déterminer si le trafic membranaire des transporteurs est altéré dans ces cellules dans le tissu épileptique murin et humain. Notre deuxième objectif vise à déterminer si une inhibition génétique/pharmacologique de la signalisation WNK protège de l’épilepsie. Nous inhiberons la signalisation WNK et examinerons ses effets sur la phosphorylation de KCC2/KCC3/NKCC1, sur la dynamique, la stabilité et l'activité membranaire de ces transporteurs, et nous déterminerons son impact sur les activités épileptiques et la sensibilité/sévérité des crises. Enfin, nous révélerons la contribution des résidus Thr de KCC2, KCC3 et NKCC1 dans l’homéostasie du Cl- et dans l’épilepsie dans les interneurones Pv et les cellules principales.

Pour répondre à ces questions, nous avons conçu une approche multidisciplinaire, couvrant différents niveaux d'analyse (des molécules aux études fonctionnelles dans les tissus épileptiques chroniques de souris et humains), en faisant appel à des techniques de biochimie, d'électrophysiologie et d'imagerie de pointe. Ce projet conduira également à une percée technologique en développant le suivi de particules uniques bicolores en 3 dimensions dans du tissu hippocampique vivant et en imageant / enregistrant du tissu épileptique humain.

Le consortium réunit trois experts de premier plan dans leurs domaines respectifs, dont un partenaire étranger.