Calcification ectopique et homéostasie du pyrophosphate dans le Pseudoxanthome Elastique (PXE) : vers la compréhension du rôle de la protéine ABCC6 et stratégie thérapeutique

Ectopic Calcification and Pyrophosphate Homeostasis in Pseudoxanthoma Elasticum (PXE) : Towards Understanding the Role of ABCC6 Protein and Therapeutic Strategy

• Auteur / Autrice : Laëtitia Clotaire
• Direction : Georges Lefthériotis, Christophe Duranton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Recherche clinique et thérapeutique
• Date : Soutenance le 18/11/2024
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de PhysioMédecine Moléculaire (Nice ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Côte d’Azur (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Ludovic Martin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ludovic Martin, Laurent Beck, Gilles Kauffenstein
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Quéré, Laurent Beck
• DOI : 10.70675/5004b5a6zf065z479az9162z631f4da09df1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrophysiologie

Études cliniques

Pyrophosphates

Calcification

Mots clés libres

Pseudoxanthome Élastique

Calcification ectopique

Pyrophosphate

Essai clinique

Transporteur ABCC6

Electrophysiologie

Pseudoxanthoma Elasticum

Ectopic calcification

Pyrophosphate

Clinical trial

ABCC6 transporter

Electrophysiology

Résumé

Les maladies cardiovasculaires représentent l'une des principales causes de morbidité et de mortalité dans le monde. Elles sont associées à des processus de calcification vasculaire liées au vieillissement de la paroi vasculaire (artériosclérose) ou de la plaque d'athérome (athérosclérose), entraînant un risque de rupture de la plaque d'athérome et une rigidification des parois artérielles. Ces calcifications vasculaires peuvent être favorisées par des pathologies métaboliques (diabète, insuffisance rénale) ou des prédispositions génétiques. Le pseudoxanthome élastique (PXE) est une maladie héréditaire rare, multi systémique et invalidante caractérisée par des calcifications ectopiques progressives touchant les tissus conjonctifs riches en élastine, tels que la peau, les yeux et les vaisseaux sanguins. Causée par des mutations bialléliques du gène ABCC6 à l'origine de la perte de fonction de la protéine ABCC6 (ATP Binding Cassette transporter), cette pathologie entraîne un déréglément métabolique du pyrophosphate (PPi) plasmatique, un inhibiteur majeur de la calcification des tissus mous. A ce jour, malgré les avancées scientifiques en cours, il n'existe pas à ce jour de traitement de référence pour le PXE et les thérapies actuelles se limitent aux traitements symptomatiques, sans possibilité de freiner ou stopper la progression des calcifications. L'identification de biomarqueurs fiables et l'exploration de nouvelles cibles thérapeutiques, au-delà des simples traitements symptomatiques, restent des défis majeurs pour cibler les origines moléculaires de la maladie. Cette thèse comprend deux axes principaux. Le premier axe de recherche concerne 1) - le dosage et l'évaluation du PPi plasmatique comme biomarqueur circulant potentiel de diagnostic du PXE, à travers des études rétrospectives, par l'analyses de corrélation entre plusieurs paramètres biologiques de patients (calcification des artères, PPi, etc…) et 2) - l'utilisation thérapeutique du PPi, per os, pour réduire les calcifications ectopiques des patients PXE à travers l'essai clinique PROPHECI. Cet essai randomisé contrôlé vise à déterminer si une supplémentation quotidienne en PPi peut stabiliser ou réduire la progression des calcifications chez les patients atteints de PXE. Dans la seconde partie de ce travail, plus axé sur de la recherche fondamentale, une combinaison d'approches pharmacologiques et électrophysiologiques nous a permis d‘étudier des propriétés biophysiques (activité de transport, sélectivité, pharmacologie…) afin de mieux comprendre son rôle physiologique dans la régulation du PPi. Nous avons identifié des mécanismes de transport de la protéine ABCC6 et caractérisé des composés pouvant influencer son activité. Les résultats obtenus dans cette thèse apportent des éléments nouveaux sur le potentiel thérapeutique du PPi et renforcent l'idée qu'ABCC6 joue un rôle important dans la pathophysiologie du PXE. Cependant, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour confirmer ces données et approfondir la compréhension des mécanismes moléculaires impliquant l'interaction entre ABCC6 et le PPi.

Cardiovascular diseases represent one of the leading causes of morbidity and mortality worldwide. They are associated with vascular calcification processes linked to the aging of the vascular wall (arteriosclerosis) or the atheromatous plaque (atherosclerosis), leading to a risk of rupture of the atheromatous plaque and stiffening of the arterial walls. These vascular calcifications can be promoted by metabolic pathologies (diabetes, renal failure) or genetic predispositions. Pseudoxanthoma elasticum (PXE) is a rare, multisystemic, and disabling hereditary disease characterized by progressive ectopic calcifications affecting elastic fiber-rich connective tissues such as the skin, eyes, and blood vessels. Caused by biallelic mutations of ABCC6 gene leading to a loss of function ABCC6 (ATP Binding Cassette transporter) protein. This pathology results in a metabolic disruption of plasma pyrophosphate (PPi), a major inhibitor of soft tissue calcification. To date, despite ongoing scientific advances, there is no reference treatment for PXE and current therapies are limited to symptomatic treatments, with no possibility of slowing or stopping the progression of calcifications. So, identifying reliable biomarkers and exploring new therapeutic targets, beyond symptomatic treatments, remain major challenges in addressing the molecular origins of the disease. This thesis was structured around two main objectives. The first research focus was on 1) evaluating plasma PPi as a potential diagnostic biomarker for PXE, through retrospective studies involving correlation analyses between various biological parameters of patients (such as arterial calcifications, PPi levels, etc.), and 2) its clinical use, administered orally, for the prevention or reduction of ectopic calcifications in these patients, as part of the PROPHECI clinical trial. This randomized controlled trial aim to determine whether daily PPi supplementation can stabilize or reduce the progression of calcifications in patients with PXE. The second part of this work, more focused on fundamental research, involved a combination of pharmacological and electrophysiological approaches to study the biophysical properties (transport activity, selectivity, pharmacology, etc.) of ABCC6, in order to better understand its physiological role in PPi regulation. As a result, we identified some of the transport mechanisms of this protein and characterized compounds that could influence its activity. The results obtained in this thesis provide new insights into the therapeutic potential of PPi and reinforce the idea that ABCC6 plays a central role in the pathophysiology of PXE. However, while these results are encouraging, further research is needed to confirm these findings and deepen the understanding of the molecular mechanisms involved in the interaction between ABCC6 and PPi.