Etude du mode d'action de la flunarizine impliquant les microRNA et leurs cibles dans les maladies rares du motoneurone – MiRrOR

La sclérose latérale amyotrophique (ALS) et l'amyotrophie spinale (SMA) sont deux maladies neuro-dégénératives rares caractérisées par une perte progressive des motoneurones. Même si de récentes thérapies innovantes ont permis une nette amélioration des patients atteints de SMA, les résultats cliniques sont imprévisibles et ces traitements pourraient même avoir à terme des effets néfastes. Les patients atteints d’ALS disposent de moins d'options thérapeutiques et d’efficacité très limitée, en partie parce que les mécanismes de la maladie restent encore mal compris. Ainsi, des avancées majeures sont nécessaires pour lutter plus efficacement contre ces maladies redoutables. Une perte ou une réduction sévère en protéine SMN est associée respectivement aux patients atteints de SMA ou d’ALS porteurs de mutations du gène TDP43 ou de FUS. Ces derniers codent pour des protéines de liaison aux acides nucléiques exprimées de manière ubiquitaire et recrutées par la protéine SMN dans des corps nucléaires. SMN assemble diverses ribonucléoprotéines (RNP), y compris les snRNP de l'épissage dont les étapes finales de biogenèse ont lieu dans les corps nucléaires contenant SMN. Il en résulte que l'expression des ARN et leur épissage sont altérés dans ces maladies. Nous avons identifié par un criblage chimique la flunarizine (Fz) qui augmente la co-localisation des protéines SMN et TDP43 au niveau de corps nucléaires dans des fibroblastes de patients atteints de SMA, même si les niveaux de protéine SMN restent faibles. De façon remarquable, un autre laboratoire a indépendamment rapporté que la Fz module l'épissage, une fonction clé régulée par SMN. Nous avons également montré en collaboration que la Fz améliore la survie des motoneurones, diminue l'atrophie musculaire et prolonge la durée de vie dans un modèle murin de SMA. De plus, nos données préliminaires montrent aussi que la Fz modulerait le niveau de certains ARN non-codants, y compris les microARN. Nous émettons ici l'hypothèse que l'identification des effecteurs de la Fz pourrait fournir des informations clés sur les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la survie/dégénérescence des motoneurones selon 3 axes principaux : 1) découvrir la voie de signalisation de la Fz, 2) développer de nouveaux outils thérapeutiques basés sur cette signalisation et 3) fournir des résultats précliniques chez le poisson-zèbre et la souris modèles d’ALS et de SMA. Tout d'abord, nous proposons i) de développer un test biochimique de type « pull-down » afin d'isoler la ou les protéines interagissant avec la Fz et ii) de déterminer l'impact de la Fz sur le transcriptome de l’ALS et de la SMA en se concentrant sur les paires microARN/mRNA conservées au cours de l’évolution. Cet objectif mettra en évidence le(s) mécanisme(s) moléculaire(s) modulé(s) par le médicament et ouvrira sur de nouvelles pistes thérapeutiques. Dans le deuxième axe, nous modifierons chimiquement la Fz et produirons des constructions AAV pour la manipulation d’un microARN cible afin d'améliore/mimer l'activité de la Fz. Dans le troisième axe, ces nouveaux outils seront également validés dans des mutants d’ALS et de la SMA chez le poisson zèbre et la souris, afin de fournir les premières preuves du potentiel de transfert du laboratoire à la clinique. MIRROR est un projet multidisciplinaire qui réunit des experts français de la chimie pour la recherche biomédicale et de la biologie de l’ALS et de la SMA. Notre stratégie est une approche intégrée entre 5 laboratoires ayant une expertise et des compétences complémentaires visant à accroître nos connaissances sur ces maladies du motoneurone et à terme, de proposer de nouveaux outils dans la perspective d'un diagnostic clinique précoce et du développement de nouvelles options thérapeutiques qui constituent des besoins médicaux non satisfaits de santé publique.