ECOLE DOCTORALE "Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries" - UNIVERSITE PARIS DESCARTES Proposition de sujet de thèse à l’appui d’une demande de contrat doctoral 2014-2015 Renseignements relatifs à l’Unité de Recherche : Nom et appartenance : Pharmacologie, Toxicologie et signalisation cellulaire, UMR_S 1124 INSERM Nom et prénom du Directeur : Robert BAROUKI Téléphone : 01 42 86 20 75 courriel : [email protected] Signature obligatoire :(et avis éventuel) : Renseignements relatifs à l’Equipe d’Accueil (EAD) : Nom de l’Equipe d’Accueil : Dégénérescence et plasticité neuromusculaire Nom et prénom du responsable : Frédéric Charbonnier Qualité du responsable : PU Téléphone : 01 42 86 40 37 courriel : [email protected] Signature obligatoire: Renseignements relatifs au sujet de thèse : Nom et prénom du Directeur de thèse (HDR) : Frédéric Charbonnier Qualité : PU Téléphone : 01 42 86 40 37 courriel : [email protected] Signature obligatoire :. Titre du sujet proposé : Identification des mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation posttranscriptionnelle des gènes Smn dans les amyotrophies spinales. Préciser le secteur disciplinaire (402, 510, 530)* principal et éventuellement secondaire : 510 Résumé succinct (5 lignes maximum) : Nous avons montré que l’activation des neurones spinaux dans des modèles souris d’amyotrophie spinale sévère, modifie le profil d’épissage des gènes Smn responsables de la maladie et améliore significativement l’état de santé des souris. Identifier à un niveau moléculaire les mécanismes qui soustendent ces effets, afin d’être en mesure de les moduler pharmacologiquement, pourrait ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour le traitement de cette terrible affection. Demande dans le cadre d’un projet ANR (donner toutes précisions utiles) : ECOLE DOCTORALE "Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries" - UNIVERSITE PARIS DESCARTES Proposition de sujet de thèse à l’appui d’une demande de contrat doctoral 2014-2015 Nom, prénom du directeur de l'unité de recherche : R. Barouki Numéro de l'unité de recherche (et établissement de rattachement) : UMR_S 1124 INSERM Nom, prénom du responsable de l'équipe d'accueil (EAD) : F. Charbonnier Nom, prénom du directeur de thèse : F. Charbonnier Titre du sujet de thèse proposé : Identification des mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation post-transcriptionnelle des gènes Smn dans les amyotrophies spinales. Les amyotrophies spinales de l’enfant (SMA) sont des maladies génétiques autosomiques récessives rares, qui représentent la première cause de décès d’origine génétique chez l’enfant et pour lesquelles aucune thérapie curative n’est disponible. Les SMA induisent une mort cellulaire des motoneurones induisant une atrophie musculaire sévère et le décès du patient quand les muscles vitaux sont touchés. La mutation du gène Smn1, pour Survival of Motor Neuron 1, est responsable de ces maladies (Lefebvre et al., 1995). La protéine SMN est impliquée dans l’assemblage des composants du splicéosome, complexe majeur de l’épissage des ARN pré-messagers. La sévérité de la maladie dépend de la quantité de protéine SMN produite à partir d’un gène copie de Smn1, le gène Smn2. Or, dû à un mécanisme d’épissage alternatif, la majorité des transcrits issus du gène Smn2 ne possède pas l’exon 7, qui code pour un domaine impliqué dans la stabilité de la protéine. Par conséquent, Smn2 produit une majorité de protéines instables et ne peut donc que partiellement compenser la mutation du gène Smn1. Parce que tous les patients SMA possèdent au moins 2 copies du gène Smn2, activer les mécanismes présidant à l’inclusion de l’exon 7 dans les transcrits SMN provenant de Smn2 représente une voie de recherche thérapeutique prometteuse. En utilisant des modèles souris de la SMA, nous avons récemment montré que l'activation du récepteur au NMDA au niveau spinal a deux effets différents sur l’expression des gènes Smn en fonction de la fenêtre de traitement : 1) si le traitement est réalisé de P0 à P6, on enregistre une augmentation de la quantité globale d'ARNm SMN, sans modification du taux d’inclusion de l’exon 7, et 2) si le traitement est réalisé de P8 à P12, on enregistre une augmentation de l’inclusion de l'exon 7 dans les transcrits SMN sans augmentation de la quantité globale de transcrits SMN (Biondi et al., 2010 ; Branchu et al., 2013). Le développement de ce protocole offre une occasion unique d’identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans la promotion de l’exon 7 dans les transcrits SMN dans un contexte de SMA. Une fois identifiés, ces mécanismes pourront être modulés pharmacologiquement dans des cultures cellulaires humaines provenant de patients SMA, pour en évaluer le potentiel thérapeutique. Pour atteindre ces objectifs, le projet de thèse sera divisé en 3 parties. Tout d’abord, des analyses ciblées sur des protéines connues pour contrôler les phénomènes d’épissage de Smn, telles que les protéines SR et les hnRNP, seront menées sur des moelles épinières de souris SMA traitées ou non par le NMDA. En parallèle, une analyse transcriptomique, menée sur les ARN extraits de la moelle épinière des souris SMA, permettra de comparer la modification de l’expression des gènes après un traitement au NMDA de P0 à P6 (effet transcriptionnel) et de P8 à P12 (effet post-transcriptionnel). Différentes stratégies, basées sur des qRT-PCR, des Western blot et des hybridations in situ, des invalidations (siARN) ou des surexpressions (transfections) dans des cultures cellulaires de patients seront alors progressivement mises en place pour valider les résultats du micro-array et estimer l'implication de chaque gène identifié dans les effets post-transcriptionnels du NMDA. Finalement, le potentiel thérapeutique des mécanismes identifiés sera évalué, in vivo et in vitro, par des approches pharmacologiques visant à activer les étapes essentielles des voies menant à l’inclusion de l’exon 7 dans les transcrits SMN. Biondi O et al., (2010) J Neurosci. 25;30(34):11288-99. Branchu J et al.,(2013) J. Neurosci. Lefebvre S et al., (1995), Cell 80(1):155-65