Identification et caractérisation de facteurs modificateurs impliqués dans les dommages sévères du foie associés au déficit en Alpha 1-Antitrypsine

Abstract

L’homéostasie protéique ou protéostasie est maintenue au sein de la cellule grâce à un équilibre, contrôlé par le réseau de la protéostasie, entre la biogenèse, le repliement, et la dégradation des protéines. L’ensemble des facteurs constituant ce réseau agit de façon concertée pour garantir l’intégrité de la protéostasie et donc assurer le bon fonctionnement cellulaire. A l’inverse, un déséquilibre de la protéostasie peut conduire à de nombreuses pathologies telles que les maladies d’Alzheimer et Parkinson, le Cancer ou encore les dommages au foie associés au déficit en Alpha 1-Antitrypsine (AAT).Plus précisément, le déficit en AAT est dû à des mutations sur le gène SERPINA1 entraînant un mauvais repliement de la protéine AAT conduisant ainsi à sa rétention dans le réticulum endoplasmique (RE) des hépatocytes, cellules productrices d’AAT, et à un défaut de trafic et de sécrétion de la protéine mutée dans le milieu extracellulaire. La rétention et l’accumulation des formes mutées d’AAT au sein du RE peuvent induire une protéotoxicité hépatique et des dommages sévères au foie (cirrhose et cancers du foie).Il existe une variabilité considérable dans l'âge de survenue ainsi que dans la gravité des anomalies du foie chez les patients atteints de déficit en AAT. Seulement 10% des patients déficitaires développent des dommages sévères au foie nécessitant une transplantation, seul traitement curatif disponible. Cette faible proportion de patients suggère que des facteurs modificateurs (génétiques, environnementaux) sont impliqués dans l’apparition et la sévérité des hépatopathies associées au déficit.Ainsi, l’objectif de ma thèse a été d’identifier ces facteurs modificateurs dans le but de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques et biomarqueurs potentiels.Pour répondre à cet objectif, j’ai tout d’abord identifié que certains membres de la famille des protéines disulfides isomérases (PDI), et en particulier PDIA4, sont surexprimés et impliqués dans les hépatopathies liées au déficit spécifiquement chez l’adulte. L'inhibition des PDI via un traitement à la cystéamine ou via l’utilisation d’ARN interférents conduit à une amélioration des caractéristiques du déficit (protéotoxicité...) et représente donc une approche thérapeutique pour le traitement des maladies hépatiques liées au déficit.En parallèle, j’ai participé à une étude « gène candidat » ciblant le gène SORL1, dont certains variants ont été identifiés comme facteur de risque dans l’apparition précoce de la maladie d’Alzheimer. Au moyen d’un séquençage Sanger, le gène SORL1 a été génotypé sur 86 enfants déficitaires ce qui a permis d’identifier un micro-haplotype particulier constitué de 3 SNPs dont les formes mutées sont associées à une plus faible fréquence des dommages hépatiques. De plus, j’ai démontré in cellulo que l’extinction de SORL1 induisait, entre autres, une toxicité cellulaire. Ainsi, nos données démontrent que la présence du micro-haplotype muté SORL1 peut en partie prévenir une maladie hépatique sévère chez les enfants déficitaires et représente un marqueur potentiel de l’apparition d’hépatopathies chez l’enfant déficitaire.Enfin, une dernière partie de mes travaux de thèse a été de caractériser le rôle du protéasome dans la protéotoxicité associée au déficit en AAT. Mes données préliminaires suggèrent que le protéasome serait altéré lors d’un déficit mais que ce dommage serait compensé par l’induction d’une voie spécifique de cette machinerie.Mes travaux de thèse ont donc permis d’améliorer notre compréhension sur les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les hépatopathies liées au déficit en AAT et d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et perspectives de traitements.