Thèse en cours

Les encéphalopathies épileptiques développementales en tant que synaptopathies - étude du rôle des récepteurs NMDA dans l'étiologie de la maladie

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Triangle exclamation pleinLa soutenance a eu lieu le 11/05/2023. Le document qui a justifié du diplôme est en cours de traitement par l'établissement de soutenance.
Auteur / Autrice : Roza Szlendak
Direction : Julie PerroyDorota Hoffman-zacharska
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Biologie Santé
Date : Inscription en doctorat le
Soutenance le 11/05/2023
Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....) en cotutelle avec Institute of Mother and Child (IMC)
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IGF - Institut de Génomique Fonctionnelle
Equipe de recherche : PHYSIOPATHOLOGIE DE LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE
Jury : Président / Présidente : Beata Nowakowska
Examinateurs / Examinatrices : Julie Perroy, Laetitia Mony, Katarzyna TOńSKA, Dorota Hoffman-zacharska, Susanne Schmidt
Rapporteurs / Rapporteuses : Laetitia Mony, Katarzyna TOńSKA

Résumé

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Les encéphalopathies épileptiques développementales (DEEs) sont un groupe d'épilepsies sévères caractérisées par des convulsions et une activité épileptique interictale qui ont un impact négatif sur le développement neurologique. Grâce à une recherche multicentrique utilisant l'analyse en trio et le séquençage de nouvelle génération (NGS), dans le cadre du séquençage complet de l'exome, une série de gènes responsables des DEE ont été identifiés. Parmi eux, un grand groupe est engagé dans le processus de formation des synapses et leur bon fonctionnement. Des mutations de gènes codant pour des protéines synaptiques provoquent un certain nombre de maladies neurologiques, appelées "synaptopathies". Toute perturbation des processus de formation des connexions synaptiques entre les neurones entraîne la survenue de crises d'épilepsie. De nombreuses recherches ont montré que le récepteur N-méthyl-D-aspartate (NMDA), situé dans la membrane de l’élément post-synaptique d'un neurone, pouvait jouer un rôle clé dans la physiopathologie de plusieurs maladies neurologiques, notamment l'épilepsie. Son implication dans l'étiopathologie des DEE n'est pas encore entièrement comprise. L'objectif du projet était d'analyser l'implication d'un groupe de gènes codant pour des protéines qui jouent un rôle important dans la formation et le fonctionnement des synapses dans la pathogenèse des DEE. Le projet s'est particulièrement concentré sur le groupe de « gènes GRIN » codant pour des sous-unités des récepteurs NMDA comme cause de ces troubles. De plus, des études fonctionnelles ont été réalisées pour confirmer la pathogénicité des variants sélectionnés dans le gène GRIN2B et pour caractériser les propriétés de la protéine mutée in vitro, en utilisant des cellules HEK 293T transfectées et des neurones dérivés d'iPSC de patients. Afin de déterminer l’origine moléculaire de la maladie, l'analyse de 49 gènes, dont des mutations sont connues pour être responsables des DEE, a été réalisée sur une cohorte de 694 patients atteints d'épilepsie/DEE résistante aux médicaments. Le NGS ciblé a été utilisé pour ce faire. La base moléculaire de la maladie a été établie pour 18,4 % des patients. Les variants identifiés dans les «gènes synaptiques» (17 gènes sur 49 gènes) constituaient 37,4% de tous les variants identifiés, ce qui a montré un rôle important de ce groupe de gènes dans la pathogenèse des DEE. Parmi eux, 21 variants ont été identifiés dans les gènes GRIN codant pour des sous-unités de NMDAR. La caractérisation des variants générant les DEE a été suivie d'une analyse fonctionnelle détaillée pour l'un des variants pathogènes identifiés dans le gène GRIN2B – p.Glu839Ter - qui conduit à l'expression d'une protéine sans queue C-terminale. Une analyse fonctionnelle complète des déficiences moléculaires et cellulaires engendrées par la mutation a été réalisée. Les données obtenues ont montré que la queue C-terminale de la sous-unité GluN2B est nécessaire au bon fonctionnement du récepteur. Cependant, sa perte n'entraîne pas une perte complète de la fonction protéique. Le récepteur muté était moins exprimé à la surface cellulaire et présentait une amplitude de courant NMDA réduite avec une sensibilité plus élevée au blocage par le magnésium par rapport au récepteur WT. Malgré de nombreuses variantes pathogènes identifiées chez les patients atteints de DEE, un grand groupe de patients reste toujours sans diagnostic moléculaire, ce qui est causé par l’hétérogénéité moléculaire et génétique de la maladie, mais aussi par l'identification d'un grand groupe de variants classés en probablement pathogène ou VUS (variant of uncertain significance). Les analyses fonctionnelles réalisées pour de tels variants ainsi que les variants pathogènes sont une étape importante pour interpréter leurs conséquences cliniques et appliquer ou rechercher des traitements spécifiques.