Étude de l’expression et de la régulation de la tristetraproline, une protéine anti-inflammatoire dans la mucoviscidose

Study of Tristetraprolin expression and regulation, a key anti-inflammatory protein, in cystic fibrosis

• Auteur / Autrice : Solenne Bleuse
• Direction : Magali Taulan-cadars
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-….)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PhyMedExp - Physiologie et Médecine Expérimentale du Coeur et des Muscles
• Jury : Président / Présidente : Prisca Boisguérin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Magali Taulan-cadars, Pascale Fanen, Loïc Guillot, Christine Brun, Frédéric Velard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascale Fanen, Loïc Guillot

Mots clés

Mots clés libres

Mucoviscidose

ARN non-codants

Rna-bp

Regulation de l'expression des gènes

Inflammation

Inflammation

Non-coding RNA

Cystic fibrosis

Rna-bp

Gene expression regulation

Résumé

Étude de l’expression et de la régulation de la tristetraproline, une protéine anti-inflammatoire dans la mucoviscidose La mucoviscidose (CF – « cystic fibrosis ») est une maladie autosomique récessive, causée par des mutations du gène CFTR codant un canal à ions chlorures et bicarbonates indispensable à la clairance muco-ciliaire. L’absence ou le dysfonctionnement de ce canal provoque une déshydratation du mucus qui devient alors le siège d’infections répétées et l’association avec une inflammation chronique aboutit à la destruction des poumons. À ce jour, bien que les thérapies anti-inflammatoires soient limitées, des molécules pharmacologiques ont été développées afin d’améliorer l’activité CFTR. Cependant ces traitements ne sont pas accessibles à tous les patients et nécessitent d’être améliorer en termes d’efficacité et de toxicité, rendant le développement de nouveaux traitements indispensable. C’est dans cette optique que notre équipe s’est intéressée à la régulation de l’expression du gène CFTR ou de gènes clés dans le processus inflammatoire, par l’analyse des éléments cis- et trans-régulateurs agissant au niveau de l’extrémité 3’UTR des ARNm. Nous nous sommes ainsi focalisés sur l’étude de la protéine tristetraproline (TTP), principalement connue pour son effet anti-inflammatoire (sous sa forme déphosphorylée) à travers la dégradation des ARNm cibles comme ceux des cytokines pro-inflammatoires. Nous avons validé son action déstabilisatrice sur les ARNm de IL6, IL8 et TNF⍺ dans des cultures CF, ainsi qu’une action stabilisatrice sur l’expression du gène CFTR. Dans des modèles CF, nous avons également observé une diminution du taux d’ARNm TTP ainsi qu’une accumulation de la protéine sous sa forme phosphorylée (forme inactive de TTP). De récents travaux montrent l’intérêt grandissant de stabiliser la quantité de protéine TTP comme thérapie anti-inflammatoire. Nous proposons d’utiliser une stratégie basée sur des oligonucléotides antisens pour stabiliser le taux d’ARNm TTP à travers l’identification d’éléments régulateurs de son extrémité 3’UTR. Nous avons montré que l’introduction de ces oligonucléotides induit une augmentation du taux d’ARNm et de protéines TTP associée à la diminution de l’expression de cytokines pro-inflammatoires dans des cellules bronchiques CF et des macrophages différenciés en M1 en contexte inflammatoire. Cette étude a permis de préciser le rôle de TTP dans la mucoviscidose ainsi que de proposer une nouvelle stratégie pour participer à la résolution de l’inflammation.

Study of Tristetraprolin expression and regulation, a key anti-inflammatory protein, in cystic fibrosis Cystic fibrosis (CF) is an autosomal recessive disease caused by mutations in the CFTR gene encoding a chloride and bicarbonate ion channel essential for mucociliary clearance. The absence or dysfunction of this channel causes dehydration of the mucus which then becomes the site of repeated infections, and the association with chronic inflammation, leads to the destruction of lungs. To date, although anti-inflammatory therapies remain limited, pharmacological molecules have been developed to enhance CFTR activity. However, all patients are not eligible to these drugs for which efficacy and toxicity need improvement, making the development of new treatments essential. In this aim our team focused its research on regulation of the CFTR gene expression and of inflammatory key genes, by determining the cis- and trans-regulatory elements acting on mRNAs 3'UTR end. We thus studied the tristetraprolin (TTP) protein expression, mainly known for its anti-inflammatory effect (in its dephosphorylated form) through pro-inflammatory cytokines mRNA decay. We validated its destabilizing action on the mRNAs of IL6, IL8 and TNFα in CF cultures, as well as a stabilizing effect on CFTR gene expression. In CF models, we also observed a decrease in the level of TTP mRNA as well as an accumulation of the phosphorylated TTP protein (inactive form of TTP). Recent works showed the growing interest in stabilizing the amount of TTP protein as an anti-inflammatory therapy. We applied an oligonucleotide-based strategy to stabilize the TTP mRNA level. We showed that oligonucleotides incubation induced an increase in the TTP mRNA and protein level associated with a decrease in the pro-inflammatory cytokines’ expression in CF bronchial cells. In inflammatory context, the positive effect of TTP overexpression has been also observed in M1 macrophages. This study defines a new role for TTP RNA-BP as well as proposes a new strategy to participate in inflammatory resolution in CF.