Projet POIKTMP-Deciphering : étude translationnelle de la pathogenèse moléculaire de la POIKTMP causée par des variants dominants – POIKTMP-DP

La poïkilodermie avec contractures tendineuses, myopathie et fibrose pulmonaire (POIKTMP [MIM 615704]) est une maladie multisystémique rare et sévère, causée par des variants dominants du gène FAM111B, décrite par l’équipe coordonnatrice en 2013. L'étude de la POIKTMP est un défi en raison de la compréhension limitée de la fonction biologique de la protéine FAM111B et de l'absence d'orthologues dans la plupart des espèces, compliquant le développement de modèles animaux. Néanmoins, nos études préliminaires ont démontré que l'introduction du mutant humain FAM111B dans des modèles de poisson zèbre et de souris reproduit avec succès un phénotype musculaire similaire à celui observé chez les patients, indiquant que la protéine FAM111B humaine interagit avec des partenaires protéiques conservés entre les espèces. Nous avons également observé un effet dominant-négatif des variants pathogènes dans la POIKTMP, constitués majoritairement de variants faux-sens dans FAM111B. De plus, nous avons récemment démontré un dysfonctionnement du système ubiquitine-protéasome (UPS) dans la POIKTMP, ainsi qu’une perte d’interactions de FAM111B mutée avec d’autres partenaires protéiques au sein d’un complexe de haut poids moléculaire suggérant un rôle central de FAM111B dans l'homéostasie protéique via la régulation de l'UPS.
Le projet POIKTMP-DP est mené par quatre équipes transdisciplinaires ayant des collaborations établies, combinant expertise en recherche fondamentale, innovation thérapeutique et soins cliniques pour assurer une transition efficace vers l'application clinique. Trois objectifs principaux structurent ce projet :
1) Objectif 1 (WP1) : Identification des partenaires protéiques et des séquences régulatrices cibles de FAM111B. Le WP1A inclut la cartographie à haute résolution de l'interactome de FAM111B par marquage de proximité et spectrométrie de masse (APEX, SRET, BioID/TurboID), complétée par une analyse bioinformatique des partenaires protéiques et des voies impliquées sur des fibroblastes dérivés de patients et des progéniteurs musculaires dérivés d'iPSCs, ainsi que sur des cellules contrôles isogéniques. Le WP1B a pour objectif d’identifier les potentiels sites de liaison de FAM111B à la chromatine et d’étudier son rôle régulateur dans la pathogenèse de la POIKTMP par l’approche de ChIP-Seq et de RNASeq.
2) Objectif 2 (WP2) : Modèles précliniques in vitro et in vivo. Le WP2A consiste à développer un organoïde musculaire POIKTMP dérivé d’iPSCs de patient via la technologie MyoStretch. Le WP2B vise à mettre en place un modèle murin systémique par injection intrapéritonéale de vecteurs rAAV-FAM111B mutants. Ces modèles permettront de pouvoir mieux explorer la physiopathologie de la maladie et de tester à terme des approches thérapeutiques.
3) Objectif 3 (WP3) : Développement d'approches thérapeutiques ciblées. Le WP3 comprend le développement de thérapies géniques ciblant des variants à effet dominant négatif, telles que l'approche par oligonucléotides antisens allèle-spécifique (WP3A) et le trans-épissage du pré-ARNm (WP3B), permettant le remplacement de l'exon 2 de FAM111B contenant les régions hot-spot mutées en utilisant une seule construction thérapeutique.
En conclusion, nous pensons que POIKTMP-DP est un projet translationnel prometteur, à la fois original et pionnier, étant donné la rareté de la recherche sur la POIKTMP et FAM111B dans le monde. L'exploration d'approches thérapeutiques est essentielle pour ces patients qui ont une qualité de vie altérée et une espérance de vie réduite, sans option de traitement actuellement. A l’ère du développement de la médecine génomique personnalisée, ce projet pose les bases de deux thérapies ciblées complémentaires afin d'améliorer significativement les perspectives cliniques des patients atteints de POIKTMP. Plus largement, POIKTMP-DP offre un potentiel considérable pour servir de modèle d’étude pour d’autres maladies monogéniques liées à des variants à effet dominant-négatif.