Etude de la physiopathologie du syndrome de Crouzon avec acanthosis nigricans lié à FGFR3

Fibroblast Growth Factor Receptor 3 (Fgfr3) est un récepteur à activité tyrosine kinase. Sa fonction est de réguler la survie, la prolifération et la différenciation cellulaire dans de nombreux tissus.Les mutations gain-de-fonction du gène codant Fgfr3 sont responsables de deux types de maladies génétiques : les chondrodysplasies, caractérisées par des anomalies de la croissance des os longs, et les craniosynostoses, caractérisées par une fusion prématurée des sutures crâniennes. Les patients atteints de craniosynostoses liées à des mutations du gène Fgfr3 présentent également des troubles comportementaux et cognitifs.L’objectif de ma thèse fut de mieux comprendre la physiopathologie d’une forme particulière de craniosynostose, le syndrome de Crouzon avec Acanthosis Nigricans (CAN). Le CAN est une forme rare de craniosynostose associée à une mutation Fgfr3 spécifique (A391E). Il est caractérisé par une fusion prématurée des sutures coronales, une hypoplasie de l’étage moyen de la face et un acanthosis nigricans, une hyperpigmentation et un épaississement localisé de la peau. La prise en charge de ces patients est chirurgicale et nécessite des interventions séquentielles afin de permettre le bon développement du crâne et du cerveau.Dans un premier temps, j’ai étudié l’effet de la mutation A391E responsable du CAN sur la phosphorylation de la protéine FGFR3. Les expériences de transfections dans des cultures cellulaires ont montré que la mutation A391E affecte sa maturation et entraine une suractivation du récepteur en absence ou en présence de son ligand.En parallèle, nous avons généré le premier modèle murin CAN en insérant la mutation gain-de-fonction A385E dans le gène Fgfr3 de manière ubiquitaire (Fgfr3A385E/+). L’analyse du phénotype squelettique à l’aide d’études radiologique, morphométrique (sur scanners µCT) et histologique de ce modèle n’ont pas montré d’anomalies majeures au niveau du squelette et du crâne. En parallèle, nous nous sommes intéressés au cerveau de ces souris. Nos travaux ont permis de montrer que FGFR3 était exprimé et suractivé au niveau de l’hippocampe. Ils ont également permis d’observer des anomalies dans les processus de neurogenèse dans le gyrus denté de ces animaux. Afin d’étudier l’impact de la mutation A391E, nous avons réalisé des tests comportementaux. Nos expériences montrent que les souris Fgfr3A385E/+ présentaient des défauts cognitifs. Nous avons observé des défauts de mémoire importants tandis que l’anxiété était non affectée. Un effet antidépresseur a également été observé chez les mutants. Afin d’établir un lien entre ces anomalies cognitives et le récepteur Fgfr3 activé, nous avons traité ces animaux mutants à l’aide d’injections intraventriculaire cérébrale avec un inhibiteur spécifique de Fgfr3 (BGJ398). Ce traitement a permis de restaurer les défauts cognitifs et comportementaux observés précédemment.L’ensemble de ces travaux ont permis de mettre en évidence pour la première fois des anomalies du comportement dans un modèle murin FGFR3 de craniosynostose. Ils permettent de mieux comprendre le rôle joué par Fgfr3 à la fois dans le développement craniofacial et squelettique, mais également dans les processus de mémorisation et de réponses émotionnelles.