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Des mises à jour suite à la tenue du symposium biennal de la HDF - 4ème jour |
La réparation de l'ADN et l'instabilité des répétitions CAG
* L'effet de la dimunition de la huntingtine sur les expansions de répétitions CAG
Jeff Carroll a partagé ses travaux sur la diminution de la huntingtine et sur la manière dont celle-ci pourrait influencer l’instabilité du nombre de CAG chez des modèles murins MH. Cela fait partie d’un processus appelé instabilité somatique.
Les scientifiques ont constaté que l’accumulation de huntingtine dans un compartiment cellulaire appelé le noyau, là où notre matériel génétique est rangé, pourrait être à l’origine des aspects de la MH. Cela pourrait être dû aux interactions que la huntingtine a avec le matériel génétique, l’ADN.
Il semble que la molécule de protéine huntingtine se lie à des gènes que l'on sait très importants dans le cadre de la MH. Fait intéressant, il semble que la huntingtine se lie à l’extrémité des gènes, là où l’expression du gène prend fin.
Lorsqu’ils ont cherché à voir avec quels groupes de gènes la huntingtine semble traîner à proximité, il semble qu’il s’agisse principalement de gènes dont l’expression est plus faible dans le cadre de la MH et chez des modèles animaux MH. Bien que cela soit cool, on ne sait pas encore ce que tout cela signifie.
Jeff change maintenant de vitesse pour observer l’expansion somatique chez des modèles murins MH. Son équipe a constaté que lorsque les taux de huntingtine sont réduits, la quantité de l’expansion est réduite lorsqu’ils examinent le foie, mais ils n’ont pas observé le même effet dans le cerveau.
Il apparaît que l’ASO ciblant la huntingtine fait que le mécanisme impliqué dans l’expression du gène, un processus appelé transcription, est rejeté de l’ADN au niveau du gène huntingtin. Les scientifiques ont constaté que la transcription est importante pour l’expansion somatique ; Jeff pense donc que cela pourrait être la raison pour laquelle l’ASO réduit l’expansion.
En réduisant la hutingtine à l’aide d’un outil différent, les données de Jeff montrent que la diminution uniquement de la forme expansée de la hutingtine empêche l’expansion de la répétition CAG, l’instabilité somatique. Il s’agit d’une excellente nouvelle car il y a eu beaucoup de discussions lors de cette conférence s’agissant de la contribution de l'instabilité somatique à la MH et ce que cela pourrait signifier pour le développement thérapeutique.
Il apparaît que l’ASO réduisant la huntingtine réduit également l’instabilité somatique au niveau d’autres gènes ayant beaucoup de répétitions CAG. On ne sait pas encore très bien ce qu’il se passe mais Jeff et son équipe sont sur le cas pour suivre ces données intéressantes.
* Le rôle des modificateurs dans l'expansion de répétitions CAG
Le prochain intervenant est Anna Pluciennik qui apartagé ses travaux sur la réparation de l’ADN et les expansions CAG. Les travaux d’Anna tendent à comprendre comment des erreurs dans la lecture de l’ADN peuvent entraîner des ajouts de répétitions CAG.
Lorsque le gène possède de nombreux CAG, comme la huntingtine, l’ADN glisse en formant une boucle. Cette petite boucle est reconnue par des mécanismes moléculaires dans la cellule pouvant augmenter ces répétitions.
Normalement, les cellules peuvent réparer cela, mais il semble que dans des maladies, comme la MH, il existe également des problèmes avec les protéines qui réparent ces glissades. En savoir plus sur ces glissades d’ADN aux CAGs et sur les protéines qui réparent l’ADN pourrait en dire plus sur la cause de la MH.
Fait intéressant, de nombreux gènes modifiant l’âge d’apparition de la MH (les modificateurs) se trouvent également être ces protéines réparant l’ADN. Tout est lié !
Une de ces protéines modificatrices à laquelle Anna s’intéresse est appelée FAN1. Anna et son équipe peuvent produire la protéine FAN1 en laboratoire et voir quelles autres molécules pourraient agir avec elle. Ils ont constaté que FAN1 n’interagit avec l’ADN que lorsque des glissades de CAG sont présentes. Son laboratoire réalise de nombreuses expériences pour trouver d’autres protéines requises pour ce processus.
Comprendre exactement ce qu’il se passe et quelles protéines sont impliquées pourrait aider à comprendre s’ils peuvent perturber ce processus afin de réduire les glissades. En fait, ils espèrent que cela pourrait les aider à réduire les expansions CAG dans le cadre de la MH.
* Les différentes formes et fragments de la protéine huntingtine
Le dernier exposé de la conférence est présenté par Gill Bates qui a parlé de l’épissage de la huntingtine en vue de thérapies de diminution de la huntingtine. L’épissage de la huntingtine est une chose dont on a beaucoup entendu parler ces derniers temps avec les récents essais portant sur PTC-158 et Branaplam.
L’épissage est un nom scientifique fantaisiste du processus par lequel les messages génétiques sont traités et découpés avant d’être transformés en molécules de protéines. Si le message génétique de la huntingtine est épissé différemment, alors différentes formes ou fragments de la molécule de la protéine huntingtine seront produits.
L’équipe du Dr Bates a examiné un grand nombre de ces différentes formes et fragments afin de pouvoir demander systématiquement ce que chacun fait. Fait intéressant, ils ont constaté qu’il y a un fragment particulier, appelé exon 1, lequel pourrait être très important.
Ce fragment exon 1 contient les répétitions CAG mais il manque une partie du reste du gène huntingtin. Il semble donc que ce fragment particulier puisse être à l’origine d’une grande partie des troubles MH.
Les scientifiques aimant donner des noms spécifiques aux cellules une fois qu’ils savent qu’elles sont importantes, ce fragment exon 1 de la protéine huntingtine a été appelé HTT1a.
En utilisant divers outils en laboratoire, ils ont montré que HTT1a est également transformé en un petit fragment de protéine et peut être trouvé chez différents modèles murins MH. Lorsqu’ils ont examiné des cerveaux, issus de dons de personnes atteintes de la MH, ils y ont également trouvé ce petit fragment HTT1a.
Il semble que le fragment de protéine HTT1a soit important pour faire naître la formation d’amas de protéines toxiques, appelés des agrégats. Ceux-ci sont une caractéristique commune de la MH chez les humains et les modèles animaux et cellulaires de la MH.
Le Dr Bates s’est concentré sur le développement d’outils pour examiner spécifiquement la petite protéine HTT1a. Cela a été délicat car les fragments de protéine HTT, comme l’HTT1a, sont difficiles à manipuler et à fabriquer en laboratoire car ils sont plutôt collants.
Fait intéressant, lorsqu’ils examinent au fil du temps certains modèles murins MH, ils ont constaté que les niveaux de huntingtine de pleine longueur diminuent à mesure que les souris vieillissent mais que les niveaux d’amas de l’HTT1a augmentent, ce qui suggère que le fragment HTT1a devient plus fréquent à mesure que la maladie évolue chez les souris.
L’équipe de Gill cherche également à mesurer l’énorme protéine huntingtine de pleine longueur. Il existe de nombreux moyens différents d’y procéder mais presque toutes ces expériences sont confuses du fait d’un mélange de la huntingtine expansée et non expansée.
Tous ces travaux sont très importants car tous les essais cliniques sur la diminution de huntingtine s’appuient sur ces tests afin de déterminer si leur médicament agit ou non en mesurant les changements des taux de la huntingtine dans différents échantillons.
Une chose importante que les travaux de Gill soulignent : il est en fait très important de mesurer les différentes formes de la protéine huntingtine, à la fois la huntingtine de pleine longueur et les fragments qui semblent être toxiques et contribuer à la maladie.
Une question intéressante posée par Gill : que ce passerait-il si on pouvait mettre au point une souris qui ne produit pas le fragment toxique HTT1a, compte tenu de l’importance qu’il semble avoir dans la MH ?
L’équipe de Gill a utilisé quelques astuces génétiques pour mettre au point une souris qui ne produit que la protéine hutingtine de pleine longueur mais pas le fragment HTT1a.
Lorsqu’ils comparent ces souris à la même souche qui exprime l’HTT1a et examinent la formation d’amas de protéines dans le cerveau, ils constatent que les amas finissent par se former, juste beaucoup plus tard que prévu et dans une moindre mesure.
Bien que cela puisse sembler suggérer que même sans HTT1a, les souris peuvent former des amas de protéines toxiques ; la mise en garde avec cette interprétation est que ces souris avaient encore une très petite quantité de HTT1a présente. Cette petite quantité peut être à l’origine de la pathologie.
Aucune expérience n’est parfaite mais ces résultats suggèrent fortement qu’une quantité significative de la toxicité associée à la protéine huntingtine est due au fragment HTT1a.
Traduction libre (Dominique C. - Michelle D.)
Source : 
- Article du Dr Rachel Harding et Dr Sarah Hernandez du 2 septembre 2022