Pathologie des cellules gliales due aux mutations du facteur eIF2B: approches moléculaires et physiopathologiques, développement thérapeutique. – elF2B and gliopathy

Les leucodystrophies sont un groupe hétérogène de maladies génétiques rares, affectant la myéline du cerveau. La leucodystrophie démyélinisante CACH/VWM (Childhood ataxia with central hypomyelination / Vanishing white matter disease) est due à des mutations dans le facteur d'initiation de la traduction 2B (eIF2B), impliqué dans l'étape d'initiation de la traduction et dans sa régulation particulièrement après un stress cellulaire. Les astrocytes semblent être les cibles primitives dans cette pathologie. En collaboration avec 14 équipes cliniques, nous avons identifié des mutations eIF2B chez 132 patients. Nous avons démontré qu'un large spectre clinique existait et que la diminution de l'activité enzymatique d'eIF2B mesurée dans les lymphoblastes (llb) de patients mutés était corrélée à l'âge de début de la maladie. Les objectifs de ce projet sont de poursuivre notre travail sur les mécanismes physiopathologiques en cause dans le but de développer des stratégies thérapeutiques.//Pour cela, nous allons utiliser des stratégies complémentaires.
Dans un premier temps nous allons nous concentrer sur les cellules, tissues et fluides biologiques des patients atteints pour étudier l'impact des mutations eIF2B. L'intérêt potentiel diagnostique de la mesure de l'activité eIF2B sera testé sur un plus grand nombre de llb et de fibroblastes. Les profils différentiels transcriptomiques et protéomiques des fibroblastes eIF2B-mutés seront analysés en comparaison avec des contrôles à l'état basal et en conditions de stress. En parallèle, nous analyserons le contenu peptidique et protéique des fluides biologiques et des cerveaux de patients pour identifier des biomarqueurs utiles dans l'étude de la physiopathologie et le diagnostic/pronostic de la maladie.
Dans un second temps, nous utiliserons des cellules ES de souris silencées par des stratégies de siRNA de manière à étudier l'impact des mutations eIF2B sur la différenciation des astrocytes et des oligodendrocytes. Nous produirons des MESC et optimiserons des protocoles de différenciation en oligodendrocytes, astrocytes et neurones. L'expression d'eIF2B et ses fonctions seront analysées dans les différentes cellules dérivées des MESC. Puis une stratégie de shRNA conditionnelle sera utilisée pour analyser l'expression du gène endogène EIF2B5. Les effets des différentes séquences shRNA dirigées contre l'ARNm EIF2B5 seront analysés dans les oligodendrocytes et les astrocytes à l'état de base et dans des conditions de stress et comparés à la surexpression. Enfin, des modèles de cellules murines KO conditionnels seront produits pour étudier le rôle d'eIF2B pendant le développement de chaque type cellulaire.
//La validation de la mesure de l'activité GEF dans les llb et les fibroblastes en tant que test diagnostique va simplifier le diagnostic moléculaire des eIF2B-pathies. Nous espérons trouver des biomarqueurs dans les fluides biologiques des patients atteints qui seront utiles pour le diagnostic, le pronostic et le suivi de cette maladie neuro-dégénérative sévère.
D'un point de vue plus fondamental, nous nous attendons à pouvoir expliquer la physiopathologie de cette maladie, en testant l'impact du stress cellulaire sur l'expression de la maladie et les conséquences fonctionnelles des mutations eIF2B sur la différenciation des cellules gliales in vitro mais aussi pendant le développement avec notre modèle in vivo. Nous allons également sélectionner des drogues avec un effet potentiel sur l'activité GEF d'eIF2B dans les cellules des patients et les évaluer en tant que molécules potentiellement thérapeutiques.