Développement d’outils pour la caractérisation de la TDP-43 et exploration de marqueurs indirects dans un contexte de dégénérescence lobaire frontotemporale

Development of tools for the characterization of TDP-43 and exploration of indirect markers in a context of frontotemporal lobar degeneration

• Auteur / Autrice : Jean Escal
• Direction : Isabelle Quadrio, Luc Zimmer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 27/10/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Bron ; Saint-Priest-en-Jarez ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : David Meyronet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hélène Blasco, Audrey Gabelle, Giovanni-Battista Frisoni
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Blasco, Audrey Gabelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marqueurs biologiques

Maladies neurodégénératives

Troubles de la cognition

Maladies neurologiques

Mots clés libres

Dégénérescence lobaire frontotemporale

Tdp-43

Biomarqueur

NfL

Uch l1

Frontotemporal lobar degeneration

Tdp-43

Biomarker

NfL

Uch l1

Résumé

Les dégénérescence lobaire frontotemporale (DLFT), qui représentent la deuxième cause de troubles neurocognitifs dégénératifs chez l’adulte de moins de 65 ans, sont hétérogènes d’un point de vue clinique et peuvent présenter des recouvrements symptomatologiques avec d’autres maladies neurodégénératives mais aussi avec des pathologies psychiatriques primaires. Elles se caractérisent par la présence d’agrégats protéiques cérébraux composés principalement de protéine Tau ou de TDP-43, ainsi que par une forte proportion de cas d’origine génétique. Aucun biomarqueur protéique étiologique n’est aujourd’hui disponible pour ces maladies. Malgré une littérature riche sur le potentiel intérêt de la TDP-43 dans les fluides biologiques, les résultats des études restent aujourd’hui contrastés. Dans ce contexte, le but de ce travail de thèse était de développer des anticorps dirigés contre la TDP 43 afin de disposer d’outils potentiellement plus performants pour mettre en évidence un profil qualitatif spécifique des formes pathologiques de la protéine. Dans un premier temps, de nouveaux anticorps anti TDP 43 ont été synthétisés, dirigés contre la forme totale de la protéine ou contre une de ses formes phosphorylées. Ils ont alors été caractérisés sur des échantillons cérébraux. les profils protéiques obtenus par Western Blot en utilisant ces nouveaux anticorps se sont révélés intéressants. Leur évaluation a alors été poursuivie dans d’autres milieux biologiques. Pour cela, une méthode spécifique a notamment été développée, faisant appel à une technologie automatisée et miniaturisée dérivant du Western Blot. Dans le liquide cérébrospinal (LCS) et le plasma, aucune différence n’a pu être observée entre les patients et les contrôles. Les profils protéiques des culots plaquettaires des patients ont en revanche présentés des similitudes avec le tissu cérébral et avec des lysats de cellules humaines de culture secrétant naturellement la TDP-43. Enfin, une analyse quantitative de marqueurs non spécifiques des DLFT a été réalisée par technique SiMoA. Cette technologie ultrasensible a permis de mesurer ces protéines dans des échantillons couplés de LCS et de plasma. L’analyse des neurofilaments à chaine légère a confirmé leur intérêt comme marqueur indirect de diagnostic différentiel entre les maladies psychiatriques et les DFLT. De façon intéressante, l’hydrolase Ubiquitin carboxyl terminal L1 s’est également révélée être un bon candidat dans le LCS comme dans le plasma.

Frontotemporal lobar degenerations (FTLD) are the second cause of neurocognitive disorders in adults under 65 years of age. They are clinically heterogeneous and may present symptom overlap with other neurodegenerative diseases and psychiatric disorders. They are also characterized by protein aggregates in brain. These structures are mainly composed of Tau protein or TDP-43. Despite numerous publications on TDP-43, there is currently no biomarker from biological fluids for these diseases. In this context, the aim of this work was to develop antibodies against TDP-43 to obtain specific and sensitive tools to highlight pathological forms of the protein. First, new antibodies against TDP 43 were synthesized. They were then characterized on brain samples. The profiles of the protein obtained by Western Blot with these new antibodies were interesting. The evaluation of the antibodies was then continued by a biological fluids’ exploration. A specific method was developed, using an automated and miniaturized technology derived from the Western Blot. In cerebrospinal fluid (CSF) and plasma, no difference could be observed between patients and controls. The protein profiles of the patients' platelet samples showed similarities with brain tissues and with lysates of cultured human cells secreting TDP 43. Finally, a quantitative analysis of non-specific markers of FTLD was performed by SiMoA technology. This ultrasensitive device allowed to measure these proteins in coupled samples of CSF and plasma. The analysis of concentrations of neurofilaments light chain confirmed their interest as an indirect marker for the differential diagnosis between psychiatric diseases and FTLD. Interestingly, the Ubiquitin Carboxyl-terminal Hydrolase L1 was also a good candidate in both CSF and plasma.