ABCD2, une cible thérapeutique pour l’adrénoleucodystrophie liée au chromosome X : régulation par des thyromimétiques et caractérisation fonctionnelle

ABCD2, a therapeutic target for X-linked Adrenoleukodystrophy : regulation by thyromimetics and functional characterization

• Auteur / Autrice : Emmanuelle Genin
• Direction : Stéphane Savary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie. Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies péroxysomiales

Adrénoleucodystrophie

Résumé

L'adrénoleucodystrophie liée au chromosome X (X-ALD, OMIM 300100) est une maladie neurodégénérative associée au gène ABCD1 codant pour un hémi-transporteur ABC peroxysomal. ABCD1 est associé à l'entrée des acides gras à très longue chaîne dans le peroxysome, lieu unique de leur beta-oxydation. ABCD2, un autre hémi-transporteur peroxysomal, présente une redondance fonctionnelle partielle avec ABCD1. Une thérapie pharmacologique ciblée sur une augmentation de l'expression d'ABCD2 pourrait donc être envisagée pour compenser la déficience d'ABCD1. Nous avons ainsi évalué les effets, in vitro, de thyromimétiques (analogues pharmacologiques de la T3) comme inducteurs potentiels de l'expression d'ABCD2. Une nouvelle voie d'induction de l'expression d'ABCD2 par les thyromimétiques GC-1 et CGS 23425 a ainsi été mise en évidence dans des lignées cellulaires humaines. En parallèle, pour tenter de mieux comprendre le phénomène de redondance fonctionnelle entre les deux transporteurs, il est primordial de caractériser la fonction et la spécificité de substrat d'ABCD2. A l'aide de modèles cellulaires surexprimant une protéine de fusion ABCD2-EGFP fonctionnelle ou non fonctionnelle de manière contrôlée, nous avons confirmé la redondance fonctionnelle partielle entre ABCD1 et ABCD2 pour le transport du C26:0, du C24:0 et du C26:1 (n-9). De plus, ce travail nous a permis suggérer l'existence d'une hétérodimérisation entre les transporteurs ABCD2 et ABCD1, et surtout, un effet « trans-dominant » négatif d'ABCD2 muté sur ABCD1. Il devient donc primordial de poursuivre la recherche des substrats d'ABCD2 en relation avec l'étude de son statut dimérique.

X-linked Adrenoleukodystrophy (X-ALD, OMIM 300100) is a neurodegenerative disease due to mutations in the ABCD1 gene. ABCD1 encodes for a half ABC transporter of the peroxisomal membrane, which seems to be associated with the entry of very-long chain fatty acids (VLCFA, C>22) in peroxisome. The ABCD2 gene, an other peroxisomal half-transporter, displays a partial functional redundancy with ABCD1. A pharmacological induction of ABCD2 expression could be envisaged to compensate for ABCD1 deficiency. We have investigated the effects, in vitro, of thyromimetics (pharmacological homologs of T3) on the expression of ABCD2. The thyromimetics, GC-1 and CGS 23425, trigger up-regulation of ABCD2 expression in human cell lines. Besides, in order to understand the partial functional redundancy between ABCD2 and ABCD1, it's crucial to characterize the function and the substrate specificity of ABCD2. To this end, with two stable cell clones overexpressing a functional or a non functional ABCD2-EGFP fusion protein in a controlled manner, we have confirmed the functional redundancy of ABCD1 and ABCD2 towards C26:0, C24:0 and C26:1 (n-9). Moreover, the results suggest heterodimerization between ABCD2 and ABCD1, and a « trans-dominant » negative effect of the mutated ABCD2-EGFP protein on ABCD1. It thus becomes essential to pursue the search for the substrates of ABCD2 in connection with the study of its dimeric status.