Le rôle émergeant des microtubules dans la physiopathologie des podocytopathies héréditaires

L’étude des formes familiales de syndrome néphrotique (SN) ou de protéinurie glomérulaire avec lésions histologiques de hyalinose segmentaire et focale (HSF) a permis d’incriminer plus d’une vingtaine de gènes, majoritairement exprimés par le podocyte, cellule principale de la barrière de filtration glomérulaire (BFG). Parmi ces gènes, près d’une dizaine code des régulateurs du cytosquelette d’actine démontrant ainsi le rôle central de la plasticité et de l’architecture du podocyte dans le fonctionnement du filtre glomérulaire. L’ensemble de ces travaux a permis de définir une nouvelle catégorie de maladies nommées podocytopathies héréditaires. Mon projet de thèse a porté sur la caractérisation de plusieurs gènes (TTC21B, WDR73, TRIM3), dont nous avons identifié des mutations dans des cas de podocytopathies héréditaires isolées ou syndromiques. Les résultats du premier volet de ma thèse ont montré que la mutation faux sens p.P209L dans le gène TTC21B induit à l’état homozygote une nouvelle entité clinique associant à la fois une atteinte glomérulaire et une atteinte tubulaire. TTC21B code l’IFT139 (intraflagellar transport protein 139), une protéine impliquée dans le transport protéique antérograde dans le cil primaire, un organite présent à la surface de la plupart des cellules épithéliales. Ces résultats étaient inattendus car l’identification de mutations dans un gène codant une protéine ciliaire n’avait jamais été démontrée auparavant dans des cas de podocytopathies héréditaires, et surtout, il ne semblait pas exister de cil primaire à la surface des podocytes matures. Effectivement, nous avons montré que le cil primaire est présent dans les podocytes humains indifférenciés, mais disparait au cours de la différenciation. Nos résultats ont permis de comprendre l’apparente contradiction entre la survenue d’une pathologie glomérulaire relativement tardive (protéinurie et SN à l’adolescence) et l’absence de cil dans le podocyte mature. En effet, nous avons montré que la mutation p.P209L est une mutation hypomorphe qui induit des défauts mineurs dans la fonction ciliaire, alors qu’elle provoque, dans le podocyte différencié, une déstructuration importante du réseau d’actine et de microtubules du podocyte. Cette étude montre que la protéine ciliaire IFT139, par sa fonction extra-ciliaire, permet de réguler la dynamique des microtubules. Dans le deuxième volet de mon projet, en collaboration avec l’équipe de D Bonneau (Angers), nous avons identifié des mutations tronquantes dans le gène WDR73, dans deux familles non apparentées présentant un syndrome de Galloway-Mowat (SGM), pathologie de transmission autosomique récessive, très hétérogène cliniquement, associant SN et microcéphalie. Ces travaux ont permis d’identifier le premier gène impliqué dans le SGM, dans un sous-groupe de patients présentant un phénotype neurologique très homogène (microcéphalie post-natale, atrophie corticale avec atrophie cérébelleuse majeure, déficience intellectuelle très sévère), alors que l’atteinte glomérulaire est très variable. Ce gène code WDR73, une protéine à motifs WD40. Nos travaux ont montré que la protéine est exprimée dans les neurones du système nerveux central, en particulier dans les cellules de Purkinje du cervelet et dans les podocytes. Des études fonctionnelles nous ont permis de montrer que WDR73 est impliquée dans la survie cellulaire, puisqu’en son absence, une apoptose accrue est observée dans les fibroblastes de patients. De plus, elle est également nécessaire au maintien de la dynamique des microtubules dans les fibroblastes et dans les podocytes différenciés, alors qu’elle ne semble pas avoir de rôle dans la régulation de l’actine. (...)