CE17 - Recherche translationnelle en santé

Défaut de UNC45A, une nouvelle cause de maladie des inclusions microvillositaires : mécanisme et développement de modèles pour tester des stratégies thérapeutiques – INCEPTION

Résumé de soumission

Contexte :
Un objectif central du partenaire 1 est d’améliorer la compréhension et la prise en charge des maladies intestinales monogéniques. Un nouveau syndrome associant diarrhée congénitale, cholestase, surdité et fragilité osseuse a récemment été attribué à des mutations de UNC45A, membre de la famille des protéines UCS, des co-chaperones de myosines. Le mécanisme de l'insuffisance intestinale n’est pas décrit et il n'y a pas de traitement curatif.

Résultats préliminaires et hypothèse de travail :
Nous avons identifié de nouvelles mutations de UNC45A chez 4 patients non apparentés avec une diarrhée congénitale sévère. Immunohistochimie et microscopie électronique montrent des anomalies de la bordure de brosse (BB) des entérocytes évocatrices de la maladie des inclusions microvillositaires, une forme incurable de diarrhée congénitale principalement causée par des mutations de la myosine Vb. Cette protéine motrice est indispensable au ciblage apical des protéines de la BB et à la polarisation des entérocytes. Nous faisons l’hypothèse que UNC45A contrôle le repliement des myosines, notamment de la myosine Vb et, de ce fait, est indispensable à la polarisation épithéliale et à la formation de la BB. De fait, les données déjà obtenues dans la lignée entérocytaire modèle Caco-2 indiquent que: i) l'inactivation par CRISPR-Cas9 de UNC45A (UNC45 KO) altère l'organisation de la région luminale en culture 3D; ii) UNC45A interagit avec la myosine Vb; iii) de gros agrégats de protéines s'accumulent si le protéasome est bloqué. De plus, les premières observations des poissons zèbres unc45a-/- montrent des inclusions microvillositaires dans les entérocytes.

Objectifs :
Nous avons trois objectifs complémentaires :
1- caractériser l’effet des mutations de UNC45A sur différenciation et polarisation épithéliales dans des cellules Caco2 UNC45KO complémentées par les allèles UNC45A mutants. Nous i) étudierons la polarisation apicale en culture 3D, ii) combinerons précipitation et protéomique pour identifier les partenaires de UNC45A et comparer leurs interactions avec UNC45A normal et muté, iii) évaluerons expression et agrégation des myosines interagissant avec UNC45A, iv) validerons délocalisation des marqueurs apicaux et perte d'expression des myosines dans les biopsies des patients.
2- établir et caractériser des modèles de déficit en UNC45A. Nous voulons i) récapituler le défaut de différenciation dans des organoïdes intestinaux dérivés de cellules pluripotentes des patients; ii) utiliser le modèle du poisson zèbre pour analyser in vivo le rôle de UNC45A et de ses partenaires dans polarité épithéliale et développement de la BB.
3- réaliser des études précliniques pour identifier des stratégies thérapeutiques. Nous réaliserons: i) une approche « d’éditing » génétique de UNC45A dans les cellules souches intestinales des patients; ii) le criblage d’une librairie de petites molécules pour identifier des composés capables de restaurer le repliement des myosines.
Le projet s'appuie sur l'expertise complémentaire de l’équipe 1 dans les maladies de l'intestin, de l’équipe 2 dans l’étude du développement chez le poisson zèbre, et des équipes 3 et 4 dans la différenciation épithéliale. Il bénéficie d'approches innovantes maîtrisées par les 4 partenaires.

Résultats attendus :
Ce projet doit permettre d’établir le rôle clé de UNC45A dans la polarisation de l’épithélium intestinal et de définir le mécanisme de l'insuffisance intestinale dans le syndrome O2H2. L’approche multi-organisme permettra d’appréhender la conservation et/ou la divergence des fonctions de UNC45A dans l'intestin. Elle permettra de tester la faisabilité de nouvelles options thérapeutiques visant soit à une correction génétique, soit à une correction pharmacologique de l’activité chaperone de UNC45A. La correction même partielle des fonctions de UNC45A permettrait, à terme, d’envisager un traitement spécifique pour cette maladie rare mais extrêmement grave.

Coordination du projet

Nadine Cerf-Bensussan (IHU IMAGINE - INSTITUT DES MALADIES GÉNÉTIQUES)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IdV Institut de la vision
IGDR INSTITUT DE GENETIQUE ET DEVELOPPEMENT DE RENNES
The Enteric Nervous System in Gut and Brain Disorders - TENS INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE
IMAGINE IHU IMAGINE - INSTITUT DES MALADIES GÉNÉTIQUES

Aide de l'ANR 592 463 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2021 - 36 Mois

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