Impact de la déficience en β1,3-galactosyltransférase 6 dans une maladie génétique rare des tissus conjonctifs
Auteur / Autrice : | Roméo Diana |
Direction : | Sylvie Fournel-Gigleux, Catherine Bui |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences de la vie et de la santé |
Date : | Soutenance le 14/05/2024 |
Etablissement(s) : | Université de Lorraine |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Ingénierie moléculaire et physiopathologie articulaire (Vandœuvre-lès-Nancy) |
Jury : | Président / Présidente : Ulrich Valcourt |
Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Fournel-Gigleux, Catherine Bui, Romain Vivès, Mirjam Czjzek, David Coelho | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Romain Vivès, Mirjam Czjzek |
Mots clés
Résumé
Les protéoglycanes (PG) sont des macromolécules présentes au niveau des membranes plasmiques cellulaires et abondantes au sein des matrices extracellulaires (MEC) des tissus conjonctifs (TC). Ils sont composés d’une partie protéique sur laquelle sont greffées une à plusieurs chaînes de glycosaminoglycanes (GAG) qui participent activement à la fibrillogenèse des collagènes, aux propriétés biomécaniques des TC et à de nombreux autres processus biologiques tels que la régulation des cascades de signalisation intra- et extracellulaires. La β1,3-galactosyltransférase 6 (β3GalT6) est une glycosyltransférase (GT) impliquée de façon précoce dans la biosynthèse des chaînes de GAG. Le syndrome d’Ehlers-Danlos spondylodysplasique (SEDsp) est une maladie génétique rare et sévère des TC due à des mutations du gène B3GALT6. Le spectre de symptômes musculo-squelettiques est large et associé à des difficultés de diagnostic. Ce travail de thèse vise à élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents au SEDsp par une approche pluridisciplinaire à plusieurs échelles. Une forme tronquée et soluble de la β3GalT6 ainsi que trois variants pathogènes ont été purifiés dans le but de caractériser leurs paramètres cinétiques : les trois variants causent une perte totale de fonction. Par dynamique moléculaire, nous avons mis en évidence que les trois mutations sont à l’origine de variations d’intensités de liaisons hydrogène et de ponts salins entre des résidus faisant partie de motifs conservés des GT. Une diminution du taux de fluctuations d’une boucle est également observée lorsque l’enzyme est mutée. Nous proposons que ces paramètres contribuent à la perte de fonction. Dans un modèle cellulaire eucaryote invalidé pour le gène B3GALT6 et dans les fibroblastes de patients, nous avons observé une synthèse résiduelle des chaînes de GAG. Nous avons démontré in vitro qu’une autre GT de la synthèse, la glucuronosyltransferase I, est responsable de cette synthèse résiduelle. Toutefois, cette synthèse est insuffisante et conduit à la formation d’une MEC défectueuse. Enfin, grâce à un modèle cellulaire ATDC5 chondrogénique murin, nous avons étudié les conséquences d’une invalidation de B3galt6 sur les propriétés biomécaniques de la MEC. Nous avons relevé la forte diminution de la glycosylation du collagène de type XII, un PG matriciel, jouant un rôle potentiel dans la pathogénie du SEDsp. Nous relions également par microscopie à force atomique la perte de fonction de β3GalT6 à la diminution de l’élasticité de la MEC. Nos travaux apportent un nouveau regard sur la pathogénie du SEDsp et sont un pas vers la compréhension des évènements responsables de cette maladie.