Caractérisation fonctionnelle de FRABIN : protéine mutée dans la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 4H

par Cécile Baudot

Thèse de doctorat en Pathologie humaine

Sous la direction de Valérie Delague.

Le président du jury était Nicolas Levy.

Le jury était composé de Valérie Delague, Nicolas Levy, Pascale Bomont, Vincent Timmerman, André Megarbane.

Les rapporteurs étaient Pascale Bomont, Vincent Timmerman.


  • Résumé

    La maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 4H est une neuropathie héréditaire sensitivo-motrice démyélinisante à transmission récessive. Elle est causée par à des mutations dans le gène FGD4 codant la protéine FRABIN, RhoGEF comportant cinq domaines fonctionnels : un domaine FAB de liaison à l’actine, un domaine DH à activité d’échange GDP/GTP sur les petites RhoGTPases, deux domaines PH et un domaine FYVE impliqués tous trois dans la liaison aux polyphosphoinositides. D’une part, nous avons pu identifier trois nouvelles mutations, portant à dix le nombre de mutations dans FGD4. D’autre part, des études transcriptionnelles ont permis de caractériser huit transcrits alternatifs pouvant coder pour différentes isoformes de FRABIN, dépourvues de différents domaines. Ces résultats suggèrent que FRABIN pourrait être une protéine modulaire. J’ai pu montrer que, dans les fibroblastes des patients, la protéine FRABIN était absente. Dans les lymphoblastes, nous supposons que l’isoforme FRABIN présente est dépourvue du domaine de liaison à l’actine, mais nous n’avons pas pu analyser l’effet des mutations sur la production de la protéine. Dans les fibroblastes et les lignées lymphoblastoïdes des patients, j’ai pu mettre en évidence une diminution drastique de l’activation des RhoGTPases CDC42 et RAC1. Cependant, cette diminution n’a pas pu être corrélée avec des anomalies du cytosquelette ou de la migration des fibroblastes des patients. Toutefois, ces RhoGTPases sont primordiales pour la myélinisation, il est donc fort possible que dans les cellules du système nerveux périphérique, la perte de FRABIN résultant en une diminution de plus de 50% de l’activation des RhoGTPases entraîne des défauts majeurs dans le processus de « radial sorting ». L’arrivée des souris KO conditionnelles pour fgd4 dans les cellules de Schwann ou dans les motoneurones, devrait nous permettre de valider ou d’infirmer plusieurs hypothèses qui ont été émises durant ce travail et ainsi de mieux comprendre la physiopathologie de la maladie.


  • Résumé

    CMT4H is an autosomal recessive demyelinating CMT due to mutations in FGD4, which encodes FRABIN. FRABIN has five functional domains: a F-actin binding domain, a RhoGEF domain with GDP/GTP exchange activity, two PH and one FYVE domains which interact with polyphosphoinositides. In this study, we identified three novel FGD4 mutations, bringing to ten the number of mutations in this gene. Moreover, I characterized eight alternative transcripts, and all of them could lead to a functional FRABIN isoform, deprived of one or more functional domains. This led us to consider FRABIN as a modular protein. In patient’s fibroblasts, I have been able to show that FRABIN is degraded. Unlike in patient’s lymphoblastoïd cells line where we were unable to characterize the mutation effect on the protein. In these cells, we proposed that FRABIN is present without the F actin binding domain. Nevertheless, in patient’s fibroblasts and lymphoblastoïde cells line, I showed a major diminution of the CDC42 and RAC1 active forms, which is not in correlation with the absence of abnormalities in cytoskeleton and migration of patient‘s fibroblasts. We suggested that, in peripheral nerve system cells, the diminution of these RhoGTPases activation is damaging for the myelination. We are waiting for two fgd4 conditional KO mice model (one in Schwann cells and one in neuron). Exploration of these models will allow us to explain the physiopathological mechanism of CMT4H.


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