Thèse soutenue

Le rôle de la signalisation calcique dans le Syndrome de l'X fragile
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Sara Castagnola
Direction : Barbara Bardoni
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Interactions moléculaires et cellulaires
Date : Soutenance le 28/06/2019
Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire - Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
Jury : Président / Présidente : Michèle Studer
Examinateurs / Examinatrices : Michèle Studer, Nicoletta Landsberger, Séverine Massenet, Thomas Maurin, Alessandra Folci
Rapporteurs / Rapporteuses : Nicoletta Landsberger, Séverine Massenet

Résumé

FR  |  
EN

Le syndrome de l’X fragile (FXS) est la forme héréditaire la plus commune de retard mental (RM) et la première cause de troubles du spectre de l’autisme (TSA). Il est causé par la perte d’expression du gène FMR1 qui code la protéine Fragile X Mental Retardation Protein (FMRP). FMRP est une protéine capable de se lier aux ARNs, et elle est impliquée dans différentes étapes du métabolisme de l’ARN allant du transport des ARNs au contrôle de la traduction des ARNm au niveau du soma et des synapses. Pour identifier les différents ARNm ciblés par FMRP, nous avons séquencé à haut-débit les ARNs isolés par « crosslinking » immunoprécipitation (HITS-CLIP ou CLIP-seq). Cette technique nous a permis d’identifier 1065 ARNm liés par FMRP avec une forte affinité. Un nombre remarquable de ces ARNm code des régulateurs de l’homéostasie ionique, et plus particulièrement l’homéostasie calcique. A partir de ces données, j’ai développé le premier axe de ma thèse, ciblé sur la compréhension de l’homéostasie du Ca2+ dans le FXS. Je me suis plus particulièrement focalisée sur l’une des cibles principales de FMRP, appelée Cacna1a. Ce gène code la sous-unité formant le pore du canal calcique voltage-dépendant de type P/Q (VGCC) Cav2.1, qui est localisé dans les neurones au niveau du compartiment somato-dendritique et de l’axone. Le canal Cav2.1 laisse entrer le calcium dans le cytosol des neurones lors de la dépolarisation de la membrane, et de nombreux changements intra-cellulaires découlent de cet influx de calcium, en particulier la libération de neurotransmetteurs et la transcription calcium-dépendante. Mon but était d’analyser la corrélation entre l’absence de FMRP et l’expression de Cacna1a dans des cultures primaires de neurones afin de déterminer le rôle de ce gène et de cette protéine dans la physiopathologie du FXS. Pour cela, j’ai réalisé une analyse fonctionnelle de la régulation calcique en utilisant une méthode d’imagerie calcique sur des neurones en culture Fmr1Knock-Out (KO) corticaux et hippocampaux. J’ai ainsi pu observer que ces neurones ont un influx de calcium plus faible et plus lent que les neurones sauvages (WT) en réponse à une dépolarisation KCldépendante. De plus, j’ai également montré que la protéine codée par Cacna1a a une activité et une synthèse réduite à la membrane plasmique des souris Fmr1-KO par rapport aux wild-type (WT). Mes résultats mettent donc en évidence un nouveau phénotype pour les neurones Fmr1-KO en culture et montrent que le défaut d’homéostasie calcique est un nouveau biomarqueur de ce modèle cellulaire. Dans le second axe de mon travail, j’ai étudié le rôle de l’homéostasie calcique dans les différentes populations cellulaires qui composent le cerveau en présence et en absence de FMRP. Pour mieux décrire la diversité des différents types cellulaires observés en imagerie calcique et définir quelles caractéristiques moléculaires appartiennent à chaque sous-groupe neuronal, j’ai développé un nouvel outil d’analyse appelé aiFACS pour «agonist-induced Functional Analysis and Cell Sorting». Cette technique permet de stimuler individuellement les neurones et d’analyser leur réponse à un agoniste pharmacologique et de les trier simultanément. Différentes analyses «-omics» permettent ensuite de définir l’identité des différentes cellules et les éléments moléculaires qui caractérisent la réponse des neurones WT par rapport aux Fmr1-KO. Grâce à cette méthode, j’ai mis en évidence une dérégulation de l’excitabilité des interneurones, ce qui permet de mieux caractériser le schéma chimique du cerveau de ces souris.