Soutenance de thèse Silvestre Cuinat "Physiopathologie des nanismes microcéphaliques primordiaux : élargissement du spectre clinique et moléculaire des RNU4ATAC-opathies, et étude des causes de la microcéphalie à partir de modèles cellulaires (...)"

Titre : Physiopathologie des nanismes microcéphaliques primordiaux : élargissement du spectre clinique et moléculaire des RNU4ATAC-opathies, et étude des causes de la microcéphalie à partir de modèles cellulaires dérivés d’iPSC

Mots clés : RNU4ATAC, épissage mineur, nanismes microcéphaliques primordiaux, cellules souches neuronales, centrosome, fuseau mitotique

Résumé : Les nanismes microcéphaliques primordiaux (microcephalic primordial dwarfisms, MPDs) constituent un groupe hétérogène de maladies génétiques rares caractérisées par un retard de croissance sévère débutant in utero et une microcéphalie congénitale. Les mécanismes classiquement impactés suggèrent que ces pathologies résultent d’un déséquilibre entre prolifération et mort cellulaire dès les stades précoces de l’embryogenèse, entraînant une "hypocellularité" globale chez ces individus. Parmi ces pathologies, le syndrome de Taybi-Linder est causé par des variants pathogènes dans le gène RNU4ATAC, gène transcrit en un petit ARN non codant du splicéosome mineur, U4atac. Le splicéosome mineur permet l’épissage d’un sous-type d’introns, les introns U12, qui représentent <1% des introns du génome humain. Ces variants pathogènes entraînent donc un défaut d’épissage des introns U12, mais le lien entre l’épissage mineur et les anomalies de développement dans ce syndrome reste mal compris. Cette thèse s’articule autour de deux axes principaux visant à mieux caractériser les MPDs, avec un focus particulier sur les pathologies liées à RNU4ATAC. 

Dans un travail introductif, une revue systématique des MPDs nous a permis d’identifier 130 gènes impliqués dans des processus biologiques essentiels tels que la biogenèse du centrosome, la mitose, la réplication et la réparation de l’ADN, ou encore la traduction. Sur cette base, une redéfinition des MPDs est proposée, ainsi qu’une classification physiopathologique facilitant les corrélations génotype-phénotype. 

Dans un premier axe de travail, nous avons redéfini le spectre clinique et biologique des RNU4ATAC-opathies, par la constitution et l’étude d’une large cohorte internationale de 69 patients. Ce travail a permis d’identifier de nouveaux variants pathogènes et de nouvelles manifestations cliniques, incluant des formes atténuées et pauci-symptomatiques, avec une fréquence importante d’anomalies immunitaires, suggérant que les RNU4ATAC-opathies restent probablement sous-diagnostiquées. 

Dans un second axe, nous avons exploré les conséquences fonctionnelles des principales mutations de RNU4ATAC dans des progéniteurs neuronaux dérivés d’iPSC. Les résultats suggèrent que dans les lignées mutantes, des anomalies de biogenèse du centrosome pourraient entraîner un défaut d’alignement des chromosomes en mitose, altérer l'axe de division cellulaire, et entraîner une différenciation neuronale prématurée, susceptible de contribuer à la microcéphalie et aux malformations cérébrales qui grèvent le pronostic neurologique dans ces pathologies.

Enfin, des travaux complémentaires nous ont permis de contribuer à l’extension des connaissances cliniques et moléculaires dans d’autres syndromes avec MPD, liés à des variants pathogènes des gènes RTTN, XRCC4, et PHGDH.

Au total, ce travail contribue à redéfinir le spectre clinico-biologique des MPDs, en particulier des RNU4ATAC-opathies, et explore des pistes physiopathologiques reliant le splicéosome mineur au développement cérébral humain.