Implication de la voie de signalisation Sonic Hedgehog (Shh) dans 2 syndromes : la trisomie 18 et le syndrome de Smith-Lemli-Opitz (SLO)

Involvement of Sonic Hedgehog pathway in two syndromes : trisomy 18 and Smith-Lemli-Opitz syndrome

• Auteur / Autrice : Nicolas Gruchy
• Direction : Nathalie Leporrier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microenvironnement cellulaire et pathologies (Caen)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Odent
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Leporrier, Sylvie Odent, Yves Morel, Philippe Galéra
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Odent, Yves Morel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Syndrome de Smith-Lemli-Opitz

Trisomie 18

Cholestérol

Résumé

La trisomie 18 (T18) et le syndrome de Smith-Lemli-Opitz (SLO) sont 2 syndromes polymalformatifs pour lesquels un déficit en cholestérol est observé. En prénatal, ils s’associent à un taux effondré d’œstriol non conjugué maternel (uE3), marqueur du dépistage de la trisomie 21, reflétant le taux de cholestérol fœtal. L’ajout de cholestérol à Sonic Hedgehog (Shh) lui assure une activité maximale. Certaines malformations surviennent dans des tissus où Shh joue un rôle primordial. L’objectif de cette étude rétrospective portant sur des cas de T18 et de SLO fœtaux était de déterminer si le déficit en cholestérol était à l’origine de l’altération de la voie Shh et de malformations. Le nombre de celles-ci a été corrélé au taux d’uE3 maternel. Nous avons dosé le cholestérol dans le milieu de culture d’amniocytes de T18, SLO et de témoins par LC/MSMS, puis testé l’expression de gènes de la voie Shh par RT-PCR quantitative : les facteurs GLI, et des gènes cibles de Shh : BMP2, BMP4, TGFβ1, COL1A1 et COL1A2. L’expression protéique de Shh, BMP2 et COL1 a été testée. Enfin, l’expression de ces gènes a été évaluée dans des amniocytes témoins traités par inhibiteur de synthèse du cholestérol. L’activité de liaison des GLI a été étudiée par gel retard. On observe une corrélation inverse entre la sévérité phénotypique et le taux d’uE3 dans le SLO et la T18. Le taux de cholestérol dosé dans le milieu de culture d’amniocytes est corrélé au taux d’uE3 et significativement plus bas en cas de T18 et de SLO. On rapporte une diminution d’expression des gènes testés et une différence d’activité de liaison des GLI en cas de T18. Cette perturbation n’est pas significative dans les amniocytes traités.

Trisomy 18 (T18) and Smith Lemli Opitz (SLO) syndrome are two polymalformative conditions in which cholesterol defect was noticed. Prenatally, they are associated with a decreased maternal unconjugated estriol (uE3) level, one of the second trimester maternal serum screening test that reflects fetal cholesterol level. Addition of cholesterol allows Shh protein maturation. Many malformations in these 2 syndromes occur in Shh dependent tissus. We thus sought to assess whether cholesterol defect could affect Shh pathway and explain malformations. We selected trisomy 18 and SLO cases in which maternal uE3 level was decreased and reported fetal malformations. We correlated the number of malformations with maternal uE3 level. We carried out cholesterol dosage in culture medium of trisomy 18, SLO and control amniocytes through LC/MSMS. We then analyzed Shh pathway in testing gene expression of several Shh components : GLI transcription factors, and Shh targets : BMP2, BMP4, TGFβ1, COL1A1 and COL1A2. Protein expression of Shh, BMP2 and COL1 was tested. Gene expression was also tested in control amniocytes treated with an anti-cholesterol. Finally, GLI binding activity was tested using gel retardation assay. We observed an inverse correlation between phenotypic severity and maternal uE3 level in SLO and trisomy 18. Cholesterol level in culture medium of amniocytes is correlated with maternal uE3 level and significantly lower in T18 and SLO amniocytes. There is an alteration in Shh pathway as expression of several genes is decreased in T18 and SLO amniocytes. We also observed a different GLI binding activity in T18 amniocytes. This alteration is not significant in treated amniocytes.