Thérapie pharmacologique de l'X-ALD : caractérisation fonctionnelle chez le rat du promoteur du gène Abcd2 ou Aldr (Adrenoleukodystrophy-related)

par Stéphane Fourcade

Thèse de doctorat en Biochimie. Biologie moléculaire et cellulaire

Sous la direction de Maurice Bugaut et de Stéphane Savary.

Soutenue en 2002

à Dijon .


  • Résumé

    L'adrénoleucodystrophie lié à l'X (X-ALD) est une maladie génétique peroxysomiale caractérisée par une démyélinisation du système nerveux central. Elle est associée à un défaut biochimique de la b-oxydation des acides gras à très longue chaîne (AGTLC) qui conduit à leur accumulation plasmatique et tissulaire. Le gène ABCD1, dont la mutation est responsable de la maladie, est un membre de la famille des transporteurs ABC (" ATP binding cassette ") supposé être associé à l'entrée des AGTLC dans le peroxysome. Le gène ABCD2, le plus proche homologue du gène ABCD1, code un hémitransporteur ABC qui pourrait remplir une fonction apparentée et ainsi pallier la déficience du gène ABCD1. En effet, sa surexpression dans des fibroblastes de patients X-ALD entraîne une normalisation du taux d'AGTLC. Une induction du gène par des traitements pharmacologiques pourrait donc devenir une piste thérapeutique intéressante pour lutter contre la maladie à condition de surmonter le problème de la barrière hématoencéphalique. Il avait précédemment été montré que le fénofibrate, induisait Abcd2 dans le foie de souris via PPARa. Le 4-phénylbutyrate (PBA) induisait ABCD2 dans des fibroblastes X-ALD. L'induction d'Abcd2 obtenue avec le fénofibrate et le PBA était corrélée avec une restauration du phénotype biochimique. Une analyse informatique du promoteur du gène Abcd2 de rat (2 kb), avait permis d'identifier des éléments de réponse putatifs aux fibrates, au PBA et à l'hormone thyroïdienne (T3). Notre travail a consisté en l'analyse fonctionnelle du promoteur d'Abcd2 afin de caractériser les mécanismes moléculaires d'induction par les fibrates, le PBA et la T3. Cette caractérisation avait pour but de permettre de découvrir de nouveaux inducteurs dépendants de ces voies d'induction. Nous avons démontré premièrement qu'aucun PPRE n'était présent dans le promoteur, deuxièmement que le promoteur minimal était suffisant pour permettre l'induction avec du PBA via l'inhibition des histones déacétylases et troisièmement que le promoteur contient un élément de réponse à la T3. Chez le rat, les fibrates, le PBA et la T3 induisent Abcd2 dans le foie mais pas dans le cerveau. Cependant, une induction d'Abcd2 est observable dans des oligodendrocytes, traités avec du PBA et de la T3. En conclusion, des analogues du PBA et de la T3, mais probablement pas des activateurs de PPARa pourraient induire Abcd2 dans le cerveau. La suite du travail pourrait consister à tester ces analogues et à caractériser d'autres voies d'induction à partir d'autres éléments de réponse putatifs observés dans le promoteur d'Abcd2.

  • Titre traduit

    Pharmacological therapy of X-ALD : functional characterization of the promoter of the rat Abcd2 or Aldr (Adrenoleukodystrophy-related) gene


  • Résumé

    X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD) is a severe peroxisomal genetic disorder characterized by progressive demyelination of the central nervous system. X-ALD is associated with defective peroxisomal b-oxidation of satured very long-chain fatty acids (VLCFA) leading to their accumulation in plasma and tissues. The ABCD1 gene, which is defective in X-ALD, belongs to the ABC transporter family and is thought to mediate the VLCFA import into the peroxisome. The ABCD2 gene, the nearest homologue of ABCD1, encodes a peroxisomal half ABC transporter that could be functionally redundant and therefore compensate for the ABCD1 deficiency. Indeed, overexpression of ABCD2 in fibroblasts of X-ALD patients restores normal VLCFA level. Therefore, a pharmacological induction of the ABCD2 gene in brain could become an interesting therapeutic approach. Fenofibrate had been shown to induce Abcd2 in the liver of mice via PPARa. Moreover, ABCD2 could be induced by 4-phenylbutyrate (PBA) in X-ALD fibroblasts. These inductions were correlated with biochemical phenotype restoration. Besides, several putative response elements to fibrates, PBA and thyroid hormone (T3) had been identified in the Abcd2 promoter by computer analysis. Our work consisted in functional analysis of Abcd2 promoter in order to characterize molecular mechanisms of fibrate, PBA and T3 induction. This characterization aimed at discovering new inducers associated with these induction pathways. First, we demonstrated that there is no PPRE in the promoter, second, that the minimal promoter is sufficient to permit PBA induction by an HDAC (Histone deacetylase) inhibition, and third, that the promoter contains a T3 response element. In rat, Abcd2 is induced by fibrate, PBA and T3 in liver but not in brain. However, PBA or T3 are able to induce Abcd2 in oligodendrocytes. To conclude, PBA or T3 analogues, but probably not activators of PPARa, could induce Abcd2 in brain. Potentialities of these analogues could be further analysed. Search for other induction pathways from putative response element present in Abcd2 promoter is worth to be continued.

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Informations

  • Détails : 126 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 99-126, [335] réf.

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  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2002/71*BU/SE
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