La mucoviscidose : correction de la mutation DF508 par sur-expression de NHE-RF1 ; modifications d'expression de NHE-RF1 et des récepteurs bêta-adrénergiques dans les poumons humains

Résumé du document

Les premières descriptions médicales de la mucoviscidose remontent au Moyen-Age et faisaient état d'enfants amaigris avec un pancréas tuméfié et blanchâtre, et des diarrhées prolongées comme l'exposait le botaniste et anatomiste néerlandais Pieter Pauw en 1595. En 1606, Alonso y de los Ruyzes de Fonteca, médecin espagnol, écrivait que le goût salé qu'a le front de ces enfants malades indiquait qu'ils étaient possédés ou victimes de mauvais sorts, et que leur mort était proche.

Mais il faut attendre le XXe siècle pour avoir une description plus précise de la maladie avec le pédiatre suisse Guido Fanconi en 1936 qui lui donna le nom de « Zystische Pankreasfibromatose mit Bronchiektasien » (fibromatose kystique du pancréas avec bronchiectasie, Fanconi et al., 1936). Ce nom a quelque peu persisté en France sous la terminologie de fibrose kystique du pancréas, mais surtout dans les pays anglo-saxons où la mucoviscidose est toujours appelée Cystic Fibrosis.

En 1945, Farber introduisit le terme "mucoviscidosis" afin d'étendre la nomenclature jusqu'ici focalisée sur l'atteinte pancréatique. Il pensait que la maladie était en fait due à la présence généralisée dans différents organes de mucus visqueux et épais (Farber, 1945). En 1946, Andersen et Hodges apportèrent les premiers arguments en faveur d'une maladie génétique à transmission autosomique récessive (Andersen & Hodges, 1946).

Deux ans plus tard, une vague de chaleur à New York multiplia le nombre d'hyperthermies parmi les patients mucoviscidosiques de l'Hôpital Columbia à cause d'une importante perte de sel et d'une mauvaise régulation de la température corporelle (Kessler & Andersen, 1951). Intéressé par ce phénomène, di Sant'Agnese qui travaillait aussi à Columbia chercha l'origine de la perte de sel qui accélérait cette hyperthermie et décela une composition modifiée en électrolytes dans la sueur de ces malades (di Sant'Agnese et al.,1953). Ceci expliquait le "goût salé" des enfants dits ensorcelés dans la culture populaire médiévale.

Cela a permis, 5 ans après, de mettre au point le premier test de la sueur (Gibson & Cooke, 1959 ; pour revue : Quinton, 1999). Mais il a fallu attendre 1989 pour que Lap-Chee Tsui, Francis Collins et Jack Riordan identifient et isolent le gène responsable de la mucoviscidose. Ils le nomment Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator (CFTR). La découverte est publié en trois articles le 8 septembre 1989 dans la revue Science (Rommems et al., 1989 ; Riordan et al., 1989 ; Kerem et al., 1989).

Extraits

[...] Afin de clarifier les données de la littérature, le deuxième objectif de ma thèse à donc été de caractériser par des approches complémentaires le récepteur β3-adrénergique dans les poumons humains. Compte tenu de ces caractéristiques (activation par des taux élevés de catécholamines, résistance au phénomène de désensibilisation), j'ai ensuite comparé son niveau d'expression chez les patients mucoviscidosiques qui présentent un tonus adrénergique élevé. En parallèle, les niveaux d'expression du β1, β2-AR mais aussi de NHE-RF1 ont été évalués et comparés entre les patients contrôles et mucoviscidosiques MATÉRIEL ET MÉTHODES 1 MATÉRIEL ET MÉTHODES MATÉRIEL BIOLOGIQUE Lignées cellulaires La lignée A549 provient de l'ATCC (American Type Culture Collection). [...]

[...] Ce gène a d'abord été considéré comme étant sans intron, comme le sont ceux des deux autres sous-type de β-AR. Mais l'analyse de séquences d'ADN complémentaire a révélé la présence de sites de clivage par des enzymes de restriction, suggérant la présence d'au moins un intron (Granneman et al., 1992). L'épissage alternatif ainsi mis en évidence aboutit à la traduction d'une protéine plus longue de 6 acides aminés (Fig.35). Ainsi le gène du β 3-AR humain est constitué de deux exons et un intron. [...]

[...] Les sites de phosphorylation de la protéine CFTR par la PKA (en rouge) et par la PKC (en bleu) (modifié d'après Vankeerberghen et al., 2002). Phosphorylation par la protéine kinase A La protéine kinase A (PKA) est une sérine/thréonine kinase activée par l'AMPc. C'est le principal activateur cellulaire de CFTR, connu pour posséder 11 sites consensus de phosphorylations par cette enzyme. Parmi ces 11 sites sont des motifs consensus dibasiques et 1 est un motif monobasique S/T). La mutation de sérines phosphorylables du domaine R a révélé une diminution mais pas de suppression de la réponse à la PKA (Cheng et al., 1991). [...]

[...] En effet, une étude décrit une corrélation inverse entre le taux de catécholamines plasmatiques et l'expression des récepteurs β-adrénergiques pulmonaires extravasculaires (Liggett et al., 1988). De plus, une augmentation des 140 DISCUSSION - PERSPECTIVES catécholamines circulantes est admise dans la mucoviscidose (Schöni et al., 1985). Le β2-AR étant le sous-type prédominant au niveau pulmonaire dans les conditions normales, sa diminution d'expression déjà décrite dans la mucoviscidose (Mak et al., 2002) masquerait la surexpression des β1 et β3-AR que nous observons. [...]

[...] Puis, la synthèse de différents dérivés de ces molécules activatrices a conduit à améliorer leurs effets (Ma et al ; Yang et al ; Pedemonte et al., 2005b). La même technique a été employée pour découvrir des molécules capables de corriger le défaut d'adressage de ∆F508 (Pedemonte et al., 2005a). Ces résultats récents n'ont pas encore fait l'objet d'étude in vivo. Peu importe le type de molécule envisagée pour les essais de traitement de la mucoviscidose, les résultats obtenus chez les patients sont généralement moins percutants que sur les lignées cellulaires ou sur les animaux. [...]