Déficience Intellectuelle: perdue dans la traduction – IDyL

Certaines formes de déficience intellectuelle (DI) neurodéveloppementales sont associées à des mutations ayant un impact sur la fonction du gène FTSJ1, gène codant pour une enzyme catalysant la méthylation post-transcriptionnelle d’ARN de transfert (ARNt) spécifiques. Il est démontré que l'altération de l'activité de FTSJ1 conduit à la production de fragments d'ARNt (tRFs) et à des perturbations de la traduction, notamment en activant la translecture de codons stop prématurés UGA et également en affectant le décodage traductionnel de certains ARNm neuraux. Dans le projet IDyL, nous analyserons des cellules et des échantillons de sang de patients atteints d'une DI liée à FTSJ1 ainsi que dans des tissus neuraux murins dans lesquels FTSJ1 a été inhibé. Nous identifierons (i) la présence de fragments d'ARNt spécifiques (biomarqueurs-tRFs FTSJ1 dépendant), (ii) des changements dans la méthylation post-transcriptionnelle des ARN par des approches de RNAseq, RiboMethSeq, séquençage Nanopore, et (iii) des changements dans la traduction de certains gènes neuronaux ainsi que des gènes sujets à translecture par profilage de ribosome couplé au séquençage. L'activité neuronale et les défauts moléculaires associés chez l’homme (neurones dérivés de NPC) et de souris dépourvus de FTSJ1 seront également étudiés. Le projet permettra de mieux caractériser, au niveau moléculaire, la DI liée à des défauts d'activité de FTSJ1.
Enfin, l'objectif le plus ambitieux et le plus transversal du projet IDyL est de valider l'utilisation des tRFs comme biomarqueur potentiel de diagnostic et/ou de pronostic pour la DI dépendante de FTSJ1. Nous souhaitons ainsi ouvrir la voie à la découverte et l’utilisation de futurs biomarqueurs ARN dans les maladies neurodéveloppementales causées par des mutations de méthylases d'ARNt donnant lieu à une production anormale de tRFs. L'hétérogénéité des DI humaines rend difficile leurs diagnostics génétiques et cliniques. La puissance des biomarqueurs ARN de type tRFs spécifiquement induits par la perte d’activité de l’enzyme FTSJ1 réside dans le fait que, quelle que soit la raison de l'activité défectueuse de la protéine FTSJ1 (génétique, épigénétique, environnementale), ainsi que la nature des ARNt fragmentés qui en découlent (halves, 5', 3', clivés), la "simple" détection de tRFs anormalement produits ou anormalement abondants dans le sang de patients FTSJ1 sera un signe clair de la compromission de l'activité de la protéine FTSJ1. Ce diagnostic fonctionnel (compagnon) contribuera à une détection plus précoce et plus précise de l'activité défectueuse de la protéine FTSJ1, en particulier pour les variants protéiques donnant lieu à une activité pathologique de FTSJ1 difficilement prévisible, comme les VUS (Variant of Uncertain Significance) et les mutations faux-sens, toutes deux déjà observées dans des patients atteints de DI FTSJ1 dépendante. Il est important de noter que plusieurs tRF sont stables et durablement détectables dans la circulation sanguine humaine, et qu'ils sont déjà utilisés pour évaluer l'efficacité de certains traitements chez des patients. Ces observations soulignent l'utilité des tRF dans l'analyse clinique, ils pourraient devenir de solides biomarqueurs diagnostiques et pronostiques. Enfin, la détection sanguine des tRFs pourrait devenir un précieux outil clinique de diagnostic fonctionnel/pronostic pour d'autres méthylases d’ARNt (NSUN2, DNMT2, TRM10A, TRM44, Fibrillarin) et de RNAse (Angiogenin) dont les mutations provoquent la fragmentation d’ARNt bien spécifiques. Ces enzymes (méthylases d’ARN et RNAse) sont déjà impliquées dans des maladies neurologiques humaines (DI, microcéphalie et épilepsie), ainsi que dans certains cancers, où plusieurs de ces enzymes de modification de l'ARN et RNAses sont également mutées.