Etude des mécanismes moléculaires impliqués dans l'holoprosencéphalie – HOLOPRO

Etude des mécanismes moléculaires conduisant à l'holoprosencéphalie

Notre activité porte sur l’étude des mécanismes moléculaires d’une maladie rare du développement cérébral, l’holoprosencéphalie (HPE). Cette pathologie résulte d’un défaut de clivage de la ligne médiane et représente l’anomalie la plus fréquente du développement du cerveau antérieur. Il est maintenant couramment admis que l’HPE est une pathologie oligogénique qui est liée au disfonctionnement simultané de plusieurs gènes appartenant aux différentes voies de signalisation qui participent au développement du cerveau antérieur. Les anomalies génétiques affectent principalement les voies Hedgehog et Nodal, mais d’autres voies telles que celle des FGF sont importantes dans l’apparition de la pathologie. Par ailleurs, nous avons récemment montré que la voie NOTCH serait également impliquée dans l'étiologie de la maladie. L’HPE est donc une pathologie complexe et à ce jour il reste plus de 70% des patients pour lesquels les bases moléculaires de la maladie ne sont pas élucidées.
À l’Institut de Génétique et Développement de Rennes (IGDR), en 1997, une analyse moléculaire des patients atteints d’HPE a été initiée. L’activité du groupe couvre aussi bien la recherche de nouveaux gènes candidats que le diagnostic. Afin d'étudier es mécanismes moléculaires engagés dans cette pathologie, nous avons mis en place un système de culture ex ovo dans lequel des embryons de poulet sont exposés à plusieurs molécules capables d'inhiber spécifiquement les différentes voies de signalisation incriminées (SHH, NODAL, FGF and NOTCH). L’originalité de cette approche réside dans le fait que nous pouvons effectuer une inhibition simultanée en utilisant différentes combinaisons d’inhibiteurs à différentes concentrations et à différents stades ; cette approche permet de créer des modèles d’embryons avec un phénotype HPE, accessibles aux études d'expression.
Au cours de ce projet, le changement d’expression des gènes du cerveau antérieur sera évalué chez les embryons ainsi traités en utilisant une approche transcriptomique suivie d’une étude par hybridation in situ.
Ces approches nous permettrons de réaliser une véritable dissection du rôle de chacune des voies de signalisation ainsi que leurs interactions au cours de la mise en place de l’HPE. De plus, l’étude de l’expression spatio-temporelle des gènes candidats précédemment isolés par des approches génétiques permettra de valider leur implication dans l’apparition de la pathologie.

Enfin, les résultats obtenus conduiront à la construction d’un réseau de gènes potentiellement impliqués dans l’HPE. Ce réseau, regroupant les acteurs potentiels de cette maladie, donnera une image globale des interactions existant entre les différentes voies de signalisation impliquées au cours du développement normal et anormal du prosencéphale. Dans le contexte d’une pathologie oligogénique, il constituera un outil de référence.
Ce travail contribuera donc à une meilleure compréhension de l'ensemble des mécanismes coordonnant la régionalisation du cerveau antérieur.