Inhibition de la voie ATF6 de la réponse aux protéines mal formées comme nouvelle approche thérapeutique dans le cadre de la mucoviscidose

Inhibition of the ATF6 pathway of the unfolded protein response as a new therapeutic approach in cystic fibrosis

• Auteur / Autrice : Raphaël Santinelli
• Direction : Pascal Trouvé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire, biologie du développement
• Date : Soutenance le 16/02/2024
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique, génomique fonctionnelle et biotechnologies (Brest, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuelle Génin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Trouvé, Emmanuelle Génin, Frédéric Becq, Olivier Tabary, Fabienne Foufelle, Christelle Coraux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Becq, Olivier Tabary

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines -- Métabolisme

Mucoviscidose

Mots clés libres

Mucoviscidose

P.Phe508del-CFTR

UPR

ATF6

S1P

UPS

Cystic fibrosis

CFTR

P.Phe508del-CFTR

UPR

ATF6

UPS

Résumé

La mucoviscidose est la maladie génétique létale à transmission autosomale récessive la plus fréquemment retrouvée dans la population européenne. Elle est due à des mutations altérant le gène CFTR, dont la plus fréquente est la mutation induisant la délétion d’une phénylalanine en position 508 de la séquence polypeptidique de cette protéine (p.Phe508del-CFTR). Ces mutations altèrent la viscosité du mucus présent à la surface apicale des cellules épithéliales des systèmes respiratoire, digestif et génital. Cela entraîne une baisse de la clairance mucociliaire, rendant difficile le renouvellement de ce mucus qui est la première barrière protectrice vis-à-vis du développement de microorganismes potentiellement pathogènes. En conséquence, des réponses inflammatoire et infectieuse se mettent en place. En ajoutant l’accumulation de protéines mal repliées dans la lumière du RE, le mécanisme de défense adaptatif UPR est déclenché. ATF6 fait partie de ses trois voies régulatrices. Il a été montré que ATF6 inhibait l’expression du CFTR. Le but de ce projet de thèse est d’évaluer les effets de l’inhibition de la S1P, une protéine centrale pour l’activation de ATF6, sur le p.Phe508del-CFTR par des moyens pharmacologiques. Les résultats montrent que les efflux d’ions Cl- lié à l’activité du canal p.Phe508del-CFTR était augmenté grâce à une augmentation de l’expression globale, ainsi que du transport de ce canal jusqu’à la membrane plasmique. Nous donnons également quelques pistes pouvant expliquer ces effets bénéfiques, notamment en rapport avec le déclenchement de l’UPS qui est une voie permettant le transport de protéines mutées jusqu’à la membrane plasmique.

Cystic fibrosis is the most common lethal autosomal recessive genetic disease in the European population. It is caused by mutations in the CFTR gene, the most common of which is the deletion of a phenylalanine at position 508 of the protein's polypeptide sequence (p.Phe508del- CFTR). These mutations alter the viscosity of the mucus present on the apical surface of epithelial cells in the respiratory, digestive and genital systems. This leads to a reduction in mucociliary clearance, making it difficult to renew the mucus that forms the first protective barrier against the development of potentially pathogenic micro- organisms. As a result, inflammatory and infectious responses are triggered. By adding the accumulation of misfolded proteins in the lumen of the ER, the UPR adaptive defence mechanism is triggered. ATF6 is one of its three regulatory pathways. ATF6 has been shown to inhibit CFTR expression. The aim of this thesis project is to evaluate the effects of inhibiting S1P, a protein central for the activation of ATF6, on p.Phe508del-CFTR by pharmacological means. The results show that Cl- ion efflux linked to the activity of the p.Phe508del-CFTR channel is increased through an increase in the overall expression and transport of this channel to the plasma membrane. We also give some possible explanations for these beneficial effects, in particular in relation to the triggering of the UPS, a pathway that allows mutated proteins to be transported to the plasma membrane.