Role de ADAR1 et de l'editing des ARN au cours du developpement du système nerveux périphérique et de son maintien dans des conditions normales et pathologiques – RNAediting-inPNS

Notre consortium de 3 partenaires (P1-3) combine expertise en biologie du développement, biologie cellulaire, et génétique moléculaire. Notre but est de décrypter le rôle d’ADAR1 et d’une forme d’editing de l’ARN (modification d’adénosine en inosine (A to I)) au cours du développement des cellules de Schwann et lors du maintien de la myéline périphérique en condition normale et pathologique.
Catalysée par les enzymes de la famille ADAR, la déamination A-to-I est une des formes d’editing les plus fréquentes chez les mammifères. Les inosines étant reconnues comme des guanosines, cette modification contribue à la diversité transcriptomique et, dans une moindre mesure, protéomique.
Les données publiées à ce jour suggèrent qu’un dysfonctionnement d’ADAR1 provoque une reconnaissance des ARNs non-edités par des senseurs cytosoliques, Mda5 en particulier, conduisant à une activation de l'expression de centaines de gènes stimulés par l'interféron (ISGs), et une mort cellulaire. En accord avec ces observations, P3 a montré que des mutations d’ADAR1 sont responsables du syndrome d'Aicardi-Goutières chez l’homme (une encéphalopathie inflammatoire génétiquement déterminée, attribuée au groupe des interféronopathies). Des mutations de ce gène sont aussi responsables de dyschromatose symétrique héréditaire (DSH: macules hyper et hypo-pigmentées). Ces défauts de pigmentation suggéraient un rôle d’ADAR1 au cours du développement des mélanocytes dérivés de la crête neurale (CN), mais le rôle de cette enzyme dans d’autres dérivés de la CN restait à définir.
Pour avancer dans ce domaine, P1 a généré un modèle murin de délétion conditionnelle d’Adar1 dans la CN. En accord avec le phénotype observé chez l’homme, les mutants présentent une dépigmentation globale due à une apoptose des mélanocytes. Une absence totale de myéline le long des nerfs périphériques, due à un défaut de différenciation des cellules de Schwann, a également été mise en évidence. Comme pour les mélanocytes, ces défauts sont précédés par une augmentation de l’expression d’ ISGs. Supportés par une récente description clinique indiquant qu’une neuropathie périphérique peut faire partie du spectre clinique associé à des mutations d’ADAR1 chez l’homme, ces résultats démontrent un rôle essentiel d’ADAR1 et du RNA editing au cours du processus de myélinisation du système nerveux périphérique chez l’homme et la souris.
Afin d’identifier les voies de signalisation dont la dérégulation impacte la formation de myéline périphérique, P1 a réalisé une analyse RNA-seq ainsi qu’une première série d’expériences de correction du phénotype in vitro. Les données obtenues par le consortium à ce jour, conduisent à proposer que les altérations de myélinisation observées pourraient être dues à une dérégulation de la voie de signalisation Mda5/Mavs, un maintien/surexpression d’un petit nombre de facteurs de transcription (décrits comme des répresseurs au cours du processus de myélinisation), et la formation de granules de stress.
Au cours des quatre années du projet, nous combinerons l'expertise du consortium pour:
1) Déterminer l'implication de la voie de signalisation Mda5/Mavs, et la contribution de 3 facteurs de transcription dans les défauts de myélinisation observés (correction du phénotype in vitro et in vivo, P1 et P3),
2) Décrypter le rôle des granules de stress dans la genèse du phénotype, et leurs contenus en ARN et protéines (mécanisme de formation des granules de stress et OMICS, P2 et P1),
3) Définir le rôle d'ADAR1 sur le maintien de la myéline chez la souris adulte (KO conditionnel à l'âge adulte proposé sur la base d’altérations tardives observées chez certains patients; P1),
4) Interroger les mécanismes identifiés chez la souris dans le contexte humain (à l’aide de cellules souches pluripotentes induites issues de patients porteurs de mutations ADAR1; P1 et P3).
Notre proposition abordera ainsi des questions de recherche fondamentale et d'importance translationnelle en clinique.