Rôle des modifications des ARNt dans le syndrome de Galloway-Mowat – tRNAmodGAMOS

Les ARN de transfert (ARNt) sont les ARN les plus abondants et les plus conservés, jouant un rôle crucial dans la traduction des protéines. Leur biogenèse implique plusieurs étapes de maturation et de modification, y compris l'épissage des introns pour certains d’entre eux. De plus, les ARNt hypomodifiés ou immatures peuvent être coupés en plus petits ARN (tsARN) qui ont des fonctions biologiques variées. L'épissage des introns est réalisé par le complexe TSEN composé des sous-unités TSEN15, TSEN2, TSEN34 et TSEN54.

Le syndrome de Galloway-Mowat (GAMOS) est une maladie autosomique récessive rare qui associe un syndrome néphrotique cortico-résistant (SNCR), une microcéphalie et des anomalies cérébrales. L’atteinte rénale est due à des altérations du podocyte, cellule cruciale dans la filtration du plasma. Des mutations ont été identifiées dans le GAMOS dans 11 gènes codant des protéines exprimées de manière ubiquitaire et avec des fonctions diverses. Etonnement, la majorité de ces gènes codent des protéines impliquées dans le métabolisme des ARNt, tel que le complexe KEOPS responsable de la synthèse de la modification t6A des ARNt décodant les codons ANN, dont l’initiateur tRNAMet. L'identification de mutations dans ces gènes soulève la question fascinante des voies moléculaires communes qui pourraient être impliquées dans le développement et le fonctionnement du rein et du cerveau, en accord avec les données de la littérature montrant que les podocytes et les neurones, deux cellules post-mitotiques hautement différenciées et polarisées, partagent un grand nombre de caractéristiques. De façon intéressante, nous avons récemment identifié chez un patient présentant un GAMOS, deux nouveaux variants dans le gène TSEN54. L’un de ces variants est intronique et conduit de manière inattendue à un SNCR isolé lorsqu'il est bi-allélique. Il se trouve qu des mutations récessives ont été identifiées dans tous les gènes du complexe TSEN, dont TSEN54, chez des patients atteints d'hypoplasie pontocérébelleuse, un trouble neurologique rare mais sans atteinte rénale. Ces données renforcent le consensus émergent selon lequel les modifications des ARNt contribuent à la pathogenèse du GAMOS.

Notre projet collaboratif tRNAmodGAMOS vise à étudier l'étendue du dysfonctionnement du métabolisme des ARNt dans le GAMOS dû à des mutations dans les gènes OSGEP et TSEN54, et dans le SNCR dû au variant intronique de TSEN54. Pour cela, notre projet intègre l’expertise scientifique et technique de trois partenaires en combinant des modèles cellulaires et des outils de recherche pertinents (modèles 2D et 3D dérivés de cellules souches pluripotentes induites, Ribo-seq, transcriptomique/protéomique) afin d'atteindre les objectifs suivants : i) explorer le rôle du variant intronique TSEN54, au niveau de l'ARNm et de la protéine, dans le dysfonctionnement des podocytes et des progéniteurs neuraux/neurones, ii) caractériser les défauts des ARNt en évaluant leur épissage, leurs profils d'expression et de modifications, et évaluer les niveaux des tsARN, iii) évaluer les défauts de traduction pour s’il s’agit d’une altération globale ou spécifique de la traduction, et iv) caractériser les processus cellulaires altérés dans nos modèles GAMOS et SRNS dérivés des iPSC.

Ce projet contribuera à identifier de nouveaux mécanismes pathogènes des ARN qui pourraient être spécifiques du GAMOS, du SNCR ou communs à d'autres maladies neurologiques et glomérulaires. Ce projet pourrait également mettre en lumière des rôles inattendus des ARNt et de leurs dérivés, spécifiques à un type cellulaire, et permettre de mieux comprendre le processus de la traduction en général.