Utilisation de Drosophila melanogaster pour étudier les maladies génétiques du rein – NEPHROFLY

L’avènement du séquençage haut-débit a permis l’identification rapide de gènes impliqués dans les maladies héréditaires. Toutefois, une des difficultés majeures de ces nouvelles approches est prouver la pathogénicité d’un variant donné, rendant ainsi leur validation fonctionnelle une priorité majeure en génétique humaine. Le but de ce projet de recherche est d’utiliser le modèle drosophile pour mettre en place des tests de fonctionnalité in vivo des mutations identifiées dans les néphropathies héréditaires.
Une des principales fonctions du rein est la filtration du sang qui se produit au niveau du glomérule, dans lequel les capillaires sont entourés par les podocytes, cellules épithéliales présentant de extensions appelées pédicelles qui s’entremêlent et sont reliées entre elles, sur la membrane basale glomérulaire, par une jonction particulière appelée diaphragme de fente. Les protéines qui n’ont pas été retenues par cette barrière de filtration glomérulaire sont réabsorbées par le tube proximal (TP). Pour cela, les cellules tubulaires proximales possèdent à leur surface apicale un système dédié à la réabsorption protéique, le complexe mégaline/cubiline représentant le principal récepteur. Des systèmes analogues sont aussi présents au niveau des podocytes mais sont beaucoup moins bien caractérisés et leur rôle potentiel n’est pas clairement identifié.
Des anomalies des podocytes ou des TP provoquent la perte de protéines dans les urines, aussi dénommé protéinurie. Les études des rares formes héréditaires de protéinurie ont permis d’identifier de nombreux composants des pédicelles et du diaphragme de fente. De la même façon, l’identification de gènes impliqués dans les tubulopathies proximales (syndrome de Fanconi) a permis de découvrir des molécules impliquées dans la voie d’endocytose. De façon intéressante, certains patients présentant un syndrome de Fanconi ont des protéinuries de niveau néphrotique, suggérant que les podocytes pourraient aussi être altérés.
Récemment, il a été montré que le néphrocyte, type cellulaire tout à fait particulier chez la drosophile possédait des structures très similaires au diaphragme de fente ainsi que des systèmes de réabsorption de protéines avec des récepteurs mégaline/cubiline. Le néphrocyte représente donc un modèle idéal pour étudier la physiopathologie de la protéinurie et pour valider les mutations identifiées en séquençage haut-débit, d’autant plus qu’il est très difficile d’obtenir des lignées cellulaires de podocytes et de TP à des stades différenciés.
Notre programme de recherche vise à mieux caractériser le néphrocyte de drosophile et à établir un modèle in vivo de maladie de Dent. La maladie de Dent est un dysfonctionnement héréditaires de l’endocytose des TP et, probablement, des podocytes. Ce modèle sera utilisé pour étudier les mécanismes de réabsorption des protéines centrés sur l’endocytose, qui est la cause majeure de la protéinurie tubulaire et est peut-être aussi impliquée dans la protéinurie d’origine glomérulaire. Une partie importante du projet de recherche consistera à effectuer des exomes (séquençage de l’ensemble des exons du génome par séquençage haut-débit) dans des cohortes de patients présentant une protéinurie isolée sans cause moléculaire identifiée et d’utiliser ensuite le modèle Drosophile pour la validation des variants identifiés.
Le partenariat entre le principal investigateur et l’Institut Imagine représente la combinaison idéale pour réaliser ce programme de recherche. Alors que le candidat a une longue expérience du modèle Drosophile et de physiologie rénale, l’Institut Imagine regroupe de nombreuses équipes travaillant sur les maladies génétiques humaines, touchant non seulement le rein, mais aussi d’autres organes. De ce fait, le but ultime de ce projet est de prouver que le modèle Drosophile peut être un outil majeur dans la caractérisation des nouveaux gènes identifiés dans les maladies héréditaires.