Identification et caractérisation fonctionnelle de LACC1 dans les formes familiales de l’Arthrite Juvénile Idiopathique

Identification and functional characterization of LACC1 in familial forms of juvenile idiopathic arthritis

• Auteur / Autrice : Sulliman Ommar Ismael Omarjee
• Direction : Alexandre Belot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 11/10/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure de Lyon (2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre International de Recherche en Infectiologie (Lyon ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Mathias Faure
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Belot, Mathias Faure, Stoyan Ivanov, Frédéric Rieux-Laucat, Bénédicte Chazaud, Sophie Georgin-Lavialle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stoyan Ivanov, Frédéric Rieux-Laucat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Macrophages

Inflammation

Mots clés libres

Inflammation

Arthrite juvénile idiopathique

Macrophage

Immunométabolisme

Autophagie

LACC1

Mendélienne

Inflammation

Juvenile Idiopathic arthritis

Macrophage

Immunometabolism

Autophagy

LACC1

Mendelian

Résumé

Les maladies inflammatoires à début pédiatrique sont des situations rares de dérégulation du système immunitaire dont les causes sont peu connues et supposées multifactorielles. L’arthrite juvénile idiopathique (AJI) est responsable d’une inflammation articulaire chronique chez l’enfant dont les causes restent indéfinies. Les formes familiales de cette maladie suggèrent une cause génétique et les nouvelles techniques de séquençage haut débit nous permettent d’identifier des variants rares prédits pathogéniques. Nous avons identifié 3 familles d’AJI dont les patients sont porteurs de mutations homozygotes exoniques dans le gène LACC1. Il existe dans la littérature des données contradictoires sur LACC1 et son implication dans les maladies inflammatoires. Afin de mieux comprendre son rôle, nous avons développé plusieurs outils translationels afin d’étudier LACC1 à la fois chez l’homme et la souris. A l’aide de cellules primaires humaines, nous avons mis en évidence que l’expression de LACC1 était induite par le M-CSF via la voie mTOR au cours de la différentiation des monocytes en macrophages spécifiquement. Chez les patients, les mutations dans le gène LACC1 conduisent à une perte d’expression de la protéine dans les macrophages indiquant qu’une perte de fonction dans LACC1 est impliquée dans le développement de l’AJI. De plus, pour la première fois, nous avons observé que LACC1 promouvait le flux autophagique ainsi que le niveau de corps lipidique qui alimente la respiration mitochondriale. De plus, nous avons montré que le liquide synovial, composant majeur des articulations, réduit le flux autophagique et la respiration mitochondriale. Ce microenvironnement potentialise le caractère inflammatoire des macrophages déficients en LACC1. Ces résultats suggèrent que l’équilibre du flux autophagique est important dans un contexte de déficience en LACC1 où le microenvironnement favorise l’inflammation par les macrophages. De ce fait, les thérapies visant à moduler l’autophagie peuvent représenter un atout dans le traitement des maladies causées par une déficience en LACC1.

Pediatric-onset inflammatory diseases arise from deregulated, uncontrolled and exacerbated immune responses. Juvenile Idiopathic Arthritis (JIA) is one of the most frequent and is associated to chronic inflammation of the joints. The causes of JIA are multifactorial and poorly understood. Familial and very early-onset cases are rare and suggest genetic inheritance of the disease. Next generation sequencing combined with advanced bioinformatics enable us to identify rare variants predicted to be highly pathogenic. We identified 3 families with JIA patients carrying homozygous mutations in the gene encoding for LACC1. In the literature, there exist conflicting data on LACC1 and its role in inflammatory diseases. In order to dissect the role of LACC1, we developed several translational tolls based on both human and mice models. Using primary human cells, we showed that the specific expression of LACC1 is stimulated by M-CSF via the mTOR pathway during monocyte-macrophage differentiation. In patient’s macrophages, mutations in LACC1 gene led to loss of expression in macrophages implying the loss of function of LACC1 contributes to the development of JIA. In addition, we demonstrated for the first time that LACC1 promotes autophagy flux and impact on lipid droplet levels which fed mitochondrial respiration. Furthermore, we showed that synovial fluid, a major component of joints, reduced autophagy flux of LACC1-defieinct macrophages and mitochondrial respiration. Moreover, this microenviroment potentializes the inflammatory character of LACC1-deficient macrophages. These evidences suggest that autophagy homeostasis is crucial in the context of LACC1 deficiency in which the synovial microenvironment favors inflammation mediated by macrophages. Autophagy-modulating drugs could represent a potential therapeutic option in LACC1 deficiency.