Etude des altérations phénotypiques induites par la modification du dosage génique de DYRK1A et développement de stragégies thérapeutiques

par Fayçal Guedj

Thèse de doctorat en Génétique humaine

Sous la direction de Jean-Maurice Delabar.

Soutenue en 2010

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Study of phenotypic alterations induced by the dyrk1a gene dosage modification and the development of therapeutic strategies


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Le syndrome de Down (SD) est l'anomalie génétique la plus fréquente avec une prévalence de 1/800 à la naissance. Ce syndrome est caractérisé par une série de signes phénotypiques de pénétrance variable incluant la morphogenèse du cerveau, la morphologie de la face et des membres, la brachycéphalie, des anomalies cardiaques congénitales, des malformations du tube digestif, une apparition précoce des signes histopathologiques de la maladie d'Alzheimer et un retard mental constant et d'intensité variable (QI=20-55). L'établissement des cartes de corrélation génotypes/phénotype chez des patients atteints de trisomies 21 partielles a permis d'identifier la région DCR-1 qui s'étend sur 2,5 Mb entre les gènes CBR1 et ERG et qui est associée à l'apparition de 13 signes cliniques du SD dont le retard mental suggérant un rôle important des gènes de cette région dans le SD. Le gène DYRK1A, localisé dans cette région, constitue un bon gène candidat dans l'apparition du retard mental associé au SD. Ce gène code pour une sérine/thréonine kinase à double spécificité capable de s'auto-activer par autophosphorylation et de phosphoryler un grand nombre de substrats protéiques incluant des facteurs de transcription, des facteurs d'épissage, des protéines importantes pour l'activité synaptique ainsi que d'autres protéines impliquées dans diverses fonctions biologiques et conditions pathologiques. Afin de comprendre le rôle de DYRK1A dans le développement normal et analyser l'effet de l'altération de son dosage génique sur la morphogenèse du cerveau et la plasticité synaptique, trois modèles murins présentant trois copies (hYac-TgDYRKIA, mBac-TgDyrklA) et une copie (DyrklA+/-) fonctionnelles de ce gène ont été utilisés. Dans la première partie du travail, une nouvelle lignée transgénique portant trois copies du gène DyrklA de la souris sous le contrôle de son promoteur endogène (modèle mBac-TgDyrklA) a été construite au laboratoire. L'analyse de l'expression du transcrit et de la protéine DyrklA dans les différentes parties du cerveau des souris mBac-TgDyrklA, hYac-TgDYRKIA et DyrklA+/- a révélé une expression dosage-génique dépendante de DyrklA validant ainsi l'utilisation de ces trois modèles dans les études du retard mental associé à la trisomie et à la monosomie libres ou partielles du chromosome 21. La deuxième partie était consacrée à l'étude de l'effet de la modification du dosage génique de DyrklA sur la morphogenèse du cerveau et les densités neuronale et gliale dans le cortex somatosensoriel (CSS) et le noyau thalamique VPL/VPM en combinant les techniques d'imagerie in vivo, de stéréologie et de western blotting. Les résultats obtenus montrent que la modification du dosage génique de DyrklA induit des altérations hétérogènes de la morphogenèse du cerveau (augmentation du volume chez les souris hYac-TgDYRKIA et mBac-TgDyrkla avec un effet plus important dans le thalamus/hypothalamus) et des densités neuronales (diminution de la densité neuronale dans le CSS et une augmentation dans le VPL/VPM) dans les différentes régions analysées. Ces altérations morphologiques sont associées à une altération de l'expression de la protéine MBP (marqueur de la morphologie neuronale), de la phosphorylation de FKHR (important dans la régulation du cycle cellulaire) et de la voie des MAP kinases suggérant un rôle crucial de ttyrklA dans la régulation de la balance apoptose/prolifération mais aussi de la croissance axonale et la myélinisation de ces axones. Les études comportementales effectuées dans la troisième partie de ce travail ont mis en évidence une altération de la mémoire spatiale dépendante de l'hippocampe, de la mémoire à long terme et de la fonction motrice chez les trois lignées de souris étudiées. Ces altérations comportementales sont accompagnées d'une diminution de l'activation de la CamKII dans l'hippocampe des souris hYac-TgDyrkl A adultes mais aussi d'une augmentation de la phosphorylation de AKT dans cette même région au stade postnatal P21. L'ensemble de ces résultats est en faveur d'un rôle important de DyrklA dans la régulation de la synaptogenèse et de la transmission synaptique. Enfin, une stratégie corrective des phénotypes observés chez les souris hYac-TgDYRKIA et Ts65Dn (trisomie 16 partielle de 104 gènes incluant DyrklA) a été développée en utilisant deux types de traitements à base d'EGCG auparavant identifié comme un inhibiteur spécifique de l'activité kinase de DyrklA. Les analyses morphométriques, comportementales et moléculaires ont montré que l'EGCG est capable de corriger de manière importante les différentes altérations observées chez les souris hYac-TgDYRKIA et Ts65Dn nous permettant de proposer le gène DyrklA comme cible potentielle d'une démarche correctrice : cette stratégie thérapeutique pourrait être utilisée dans le traitement du retard mental associé au SD.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (302 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 362 Réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2010) 222
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