Zebrafish : un modèle pour tester le potentiel thérapeutique des epidrogues pour traiter le syndrome Kabuki – ZEPIKAB

Le syndrome de Kabuki (SK) est une maladie génétique rare causée principalement par des mutations du gène KMT2D (histone-lysine N-methyltransferase 2D) qui code pour une enzyme catalysant la méthylation de la lysine 4 sur l’histone H3 (H3K4), et régule l’expression génique dans de nombreux contextes biologiques. Les individus affectés par le SK présentent des caractéristiques faciales, une petite taille, des malformations cardiaques et squelettiques et un déficit intellectuel hétérogène. On sait aussi que ces patients ont une forte susceptibilité aux infections et peuvent développer des maladies autoimmunes. Bien que peu étudiées, les manifestations immunologiques et l’altération des fonctions cognitives associées au SK impactent directement la morbidité, la survie et les capacités de rééducation des patients SK.
Le partenaire 1 a étudié ces phénotypes complexes du SK chez des individus présentant des variants pathogéniques de KMT2D. Au niveau immunologique, il a montré une forte prévalence des maladies autoimmunes au sein d’une grande cohorte de patients adultes. Associé au rôle décrit de KMT2D dans le contrôle épigénétique du gène FOXP3 requis pour le développement et la fonction des cellules T régulatrices (Treg), ceci suggère fortement une altération de l’expression génique dans les cellules. Au niveau neurodéveloppemental, le partenaire 1 a montré : 1) par IRM une corrélation entre le phénotype cognitif et des défauts anatomiques cérébraux chez les individus SK rappelant ceux trouvés chez le modèle souris du SK ; et 2) qu’il existe des anomalies visuelles et visuo-spatiales caractéristiques liées au déficit intellectuel des patients. Des études menées chez d’autres espèces ont déjà souligné l’importance d’étudier les effets de mutations de kmt2d dans chaque type cellulaire affecté au sein d’un organisme entier et le fort potentiel de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur la restauration pharmacologique des niveaux de méthylation des cibles de Kmt2d. Ce type d’approche pourrait permettre de développer de nouvelles solutions diagnostiques et thérapeutiques pour le SK.
Le poisson-zèbre s’est avéré un modèle utile pour étudier les mécanismes physiopathologiques de gènes identifiés chez l’Homme et pour mener des tests précliniques. Nous utiliserons le poisson-zèbre kmt2d+/- afin de modéliser ces deux phénotypes complexes du SK, l’étude de la physiopathologie immunologique de type SK représentant une nouveauté chez cette espèce. ZEPIKAB bénéficiera de l’expertise du partenaire 2 en épigénomique/transcriptomique et bioinformatique pour identifier les altérations épigénétiques des cellules T et des cellules souches neurales (CSN) chez le poisson kmt2d+/- et pour évaluer les effets de plusieurs épidrogues sur la restauration des niveaux de méthylation de ces cellules.
Les 4 objectifs de ZEPIKAB sont de : (1) modéliser le phénotype immunologique et neuro-comportemental du SK chez le poisson ktm2d+/-; (2) caractériser les altérations de l’épigénome et du transcriptome au niveau de KMT2D et de ses gènes cibles chez le mutant ktm2d+/- dans les CSN et les cellules T, puis de valider ces données dans les cellules T humaines ; (3) tester le potentiel d’une combinaison d’«épidrogues» de restaurer les niveaux de méthylation affectés par une déficience de kmt2d dans les cellules d’intérêt, et d’alléger le phénotype correspondant chez le poisson mutant et (4) le modèle murin SK en préclinique. Dans ce but, nous proposons 4 groupes de travail (GT): GT1: étude des altérations neurocomportementales chez le poisson kmt2d+/- larvaire et adulte ; GT2: Effets de la mutation de kmt2d sur le développement et la fonction des cellules T ; et GT3: amélioration des phénotypes SK et restauration de la méthylation via plusieurs épidrogues. GT4: validation de la stratégie thérapeutique utilisant l’«épidrogue» sélectionnée dans le GT3 pour restaurer le développement et le profil de méthylation des cellules T dans le modèle murin SK.