Rhabdomyolyse: mécanismes physiopathogéniques des déficits en lipin-1 chez l’homme et l’animal et perspectives thérapeutiques – RHAB

Le déficit en lipin-1 est responsable d’épisodes de rhabdomyolyse sévères chez l'enfant dont le mécanisme physiopathologique n’est pas élucidé. Lipin-1 est principalement exprimée dans l’adipocyte et le muscle squelettique. Elle joue un double rôle, d’enzyme phosphatidate phosphatase 1 pour la synthèse du triacylglycerol et des phospholipides, et de co-facteur transcriptionnel avec PPAR?, SREBP1 et PGC-1a, qui régulent l’expression des gènes de la synthèse et de l’oxydation des acides gras (OAG) en réponse à des signaux nutritionnels et à l’activation de la voie de signalisation de mTOR. Les modèles d'invalidation de lipin-1 chez la souris et le rat présentent une lipodystrophie, une hypertriglycéridémie, et une neuropathie périphérique alors que chez l’homme la rhabdomyolyse semble isolée. Ces épisodes sont le plus souvent associés à des accès fébriles, indiquant que l’environnement, en particulier inflammatoire, joue un rôle important dans leur déclenchement.
Notre projet vise à comprendre les mécanismes physiopathogéniques de cette maladie sans traitement. Nous caractériserons les fonctions du muscle et de l’adipocyte dans les modèles animaux et humains, chercherons à établir des conditions de rhabdomyolyse dans les modèles animaux, évaluerons le rôle de la voie mTOR et nous déterminerons le potentiel thérapeutique de traitements à partir des lignées de myoblastes de patients puis sur les modèles animaux. Nous (partenaire 1, P de Lonlay) recueillons des biopsies de muscle et l’ADN de patients présentant des rhabdomyolyses (200 patients) d’étiologie inconnue. 40 patients présentent des mutations du gène LPIN1. Les myoblastes comportent de nombreuses gouttelettes lipidiques (GL). L'accumulation de GL est amplifiée par les stimuli pro-inflammatoires, suggérant que l'inflammation est une condition aggravant le phénotype des cellules lipin-1 déficientes. Nous (partenaire 2, M Pende) avons produit et étudié des modèles animaux invalidés pour lipin-1. Nous avons décrit les caractéristiques des cellules de Schwann et des adipocytes. Une lipodystrophie, des GL et l’absence de différenciation des préadipocytes sont associés à une diminution des gènes contrôlés par les PPARs et de ceux de l’OAG. Bien que les patients ne présentent pas de lipodystrophie, les adipocytes humains n’ont pas encore été étudiés. Inversement le muscle des modèles animaux n’a pas été étudié.
Parce que lipin-1 a de multiples fonctions, plusieurs mécanismes, seuls ou combinés, peuvent être envisagés pour expliquer les rhabdomyolyses. Le projet associe des approches de recherche clinique appliquée et fondamentale. Notre hypothèse est que le mécanisme de la rhabdomyolyse combine une altération constitutive du métabolisme énergétique exacerbée par des facteurs environnementaux exceptionnels comme l'inflammation. Elle présente un intérêt plus général pour d'autres maladies métaboliques qui se manifestent par des épisodes de décompensation aigus. Nos observations pourraient ainsi apporter la preuve de principe de cette hypothèse et servir de modèle pour différentes maladies.
Les actions proposées par les deux équipes sont: 1) l’étude fonctionnelle du muscle et des adipocytes des modèles animaux et des myoblastes humains, et la comparaison des études transcriptomiques des différents modèles, 2) l'induction de la rhabdomyolyse dans les modèles animaux en utilisant des agents pro-inflammatoires, des médicaments (statines), des drogues modulant l'expression ou l'activité de gènes et protéines identifiés par notre étude transcriptomique dans les myotubes de patients, et la signature inflammatoire, afin de déterminer des agents thérapeutiques, 3) le rôle de mTOR dans le développement de la maladie en restaurant l’expression de lipin-1 avec des mutants non phosphorylables par mTOR, 4) l’identification de gènes impliqués dans des rhabdomyolyses par séquençage à haut débit (exome), et leurs liens avec les déficits en lipin-1et l’inflammation.