Le prix de l'AIRG
 

1999 -LE SYNDROME BRANCHIO-OTO-RENAL

2000 -LE CARCINOME DU REIN A CELLULES CLAIRES

2001 -LA CYSTINOSE

 

 

1999-LE SYNDROME BRANCHIO-OTO-RENAL

Pour la première fois le PRIX AIRG a été remis le 7 octobre 1999 à Lausanne lors des Journées de Néphrologie à Melle Vasiliki Kalatzis, jeune chercheuse de 29 ans, pour son travail sur le syndrome Branchio-Oto-Rénal.éffectué dans le laboratoire de génétique des déficits sensoriels sous la direction du professeur Christine Petit de l'Institut Pasteur. Vassiliki nous parle ci-dessous de son parcours scientifique et résume les points forts de sa thèse.
LE SYNDROME BRANCHIO-OTO-RENAL
Ce syndrome associe des anomalies branchiales (B), de l'oreille (0) et du rein (R). Les anomalies branchiales se présentent sous la forme de fistules ou de kystes, situés sur les côtés du cou (les branchies sont des formations de l'embryon donnant plus tard des organes du cou ainsi que l'oreille externe). Les anomalies de l'oreille sont caractérisées par des malformations du pavillon de l'oreille, la présence de petits orifices situés en avant de l'oreille, ainsi que des anomalies de l'oreille interne et de l'oreille moyenne. Ces anomalies peuvent être couplées à une surdité. Les anomalies rénales sont bilatérales ou unilatérales. Elles sont variables, allant de l'absence de rein (l'absence bilatérale de reins entraîne le décès in utero) à un rein de petite taille ou à un rein malformé, avec parfois des anomalies de l'uretère ou des calices du rein.
L'ensemble de ces anomalies suggère un défaut précoce du développement des organes l'embryon ou du fotus. Or, on sait que de nombreux gènes contrôlent le développement et la formation des organes.
Le syndrome BOR est une maladie héréditaire, dominante autosomique. Elle se manifeste chez une personne ayant reçu de l'un de ses parents le gène porteur de l'anomalie. Mais deux points cliniques sont importants à considérer :
1° certaines personnes porteuses de l'anomalie du gène peuvent cependant ne pas exprimer la maladie, contrairement à d'autres qui sont atteintes ;
2° la maladie peut se manifester de façon plus moins importante d'une personne à l'autre, y compris au sein d'une même famille.

 

 

 

L'identification du gène

Le gène responsable ayant été précédemment localisé sur le chromosome 8, j'ai pu définir un petit intervalle du chromosome 8 dans lequel ce gène était situé. Ensuite, j'ai cherché à identifier les gènes qui pouvaient se trouver dans cet intervalle en utilisant la stratégie de séquençage à grande échelle en collaboration avec l'équipe du Dr Jean Weissenbach à Généthon, Evry. Par cette étude, j'ai identifié un nouveau gène chez l'homme, analogue à un gène intervenant dans le développement précoce de l'oil chez la drosophile (une mouche), et appelé eyes absent. Ce gène, nommé EYA1 chez l'homme, paraissait être un bon candidat pour être responsable des anomalies du développement dans le syndrome BOR. La mise en évidence de mutations, nous a permis d'établir que c'était ce gène qui était impliqué dans la survenue du syndrome BOR.

 



Son expression

 

 

Tous les gènes ne s'expriment pas dans tous les tissus de tous les organes et ne s'expriment pas tous en même temps. En utilisant un animal comme la souris, on peut avoir accès aux tissus à différents stades de développement. Rappelons que la grossesse dure 21 jours chez la souris). Nous avons donc isolé le gène qui, chez la souris, est homologue à EYA1; ce gène est nommé Eya1. J'ai étudié le profil de son expression dans les organes dont le développement est atteint dans le syndrome de BOR. J'ai pu montrer qu'il s'exprimait dans les arcs branchiaux, dans l'oreille, et dans le rein de l'embryon de souris, précocement à partir du 10ème jour de l'embryon. Les endroits dans lesquels Eya1 s'exprimait et les dates de son expression rendent compte de l'ensemble des signes cliniques du syndrome.
En conclusion, mes travaux ont abouti au clonage d'un nouveau gène humain, EYA1, ayant un rôle critique dans le développement précoce du rein, et ouvrent les portes sur des possibilités diagnostiques de ce syndrome.

Note. Le clonage positionnel est une procédure visant à identifier les gènes dont la fonction et le produit sont inconnus.



2000-LE CARCINOME DU REIN A CELLULES CLAIRES

 

Le prix de l'AIRG a été remis le 23 Juin 2000 à Tours lors des Journées de Néphrologie à Mademoiselle Caterine Gallou, jeune étudiante, pour son travail sur les mutations du gène de la maladie de von Hippel-Lindau, travail effectué dans l'unité Inserm 383 sous la direction du Dr Christophe Béroud. Sophie résume ici son travail de recherches sur le carcinome du rein à cellules claires.
LE CARCINOME DU REIN A CELLULES CLAIRES
Le carcinome du rein à cellules claires (CCR) apparaît en onzième position des cancers les plus fréquents. Bien qu'il ne représente que 2 à 3% de tous les cancers, il est responsable d'environ 2.000 décès par an en France. Sa fréquence augmente dans les pays industrialisés laissant supposer l'intervention de facteurs toxiques.
Il survient le plus souvent chez des personnes sans antécédents familiaux, mais il est également retrouvé dans un contexte familial, la forme la plus connue étant la maladie de von Hippel-Lindau (VHL). Cette maladie se caractérise également par d'autres types de tumeurs au niveau du cerveau, de la moelle épinière, des surrénales, du pancréas et de l'oreille.
Des mutations du gène VHL sont à l'origine à la fois des CCR familiaux et non familiaux.
Mon projet de thèse s'articule autour de trois axes :
1) caractériser les mutations du gène VHL,
2) rechercher des facteurs pronostiques permettant une meilleure prise en charge des patients,
3) rechercher et identifier les facteurs environnementaux et génétiques impliqués dans le développement d'un cancer du rein.

 


 

Les mutations du gène VHL
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Tous les patients atteints de la maladie de VHL ne présentent pas les mêmes signes cliniques. Le travail que nous avons entrepris sur l'étude des mutations du gène VHL nous a permis de mettre en évidence un facteur de risque de développer un CCR. En effet, la survenue d'un sous-type particulier de mutations au sein de leurs cellules prédispose ces patients à développer un cancer du rein. La mise en évidence de ce facteur pronostique devrait aboutir à une meilleure prise en charge des patients.



Les facteurs pronostiques

 

 

L'étude chez les patients atteints de CCR sans antécédents familiaux nous a permis de montrer qu'un chromosome (le chromosome 14) était souvent perdu dans les cellules tumorales et que cette perte était corrélée avec un mauvais pronostic puisqu'elle est le plus souvent notée dans les tumeurs les plus graves. Ce facteur pourrait également constituer un facteur pronostique pour la prise en charge des patients. De plus, l'étude plus fine de ce chromosome nous a conduit à un gène qui pourrait jouer un rôle majeur dans la progression tumorale. Ce gène est actuellement en cours d'étude.

 

 

 

Les facteurs environnementaux

 

Enfin nous avons réussi à montrer qu'une sous-population des patients atteints de cancer du rein est porteuse de mutations particulières qui signent l'implication de différents facteurs comme les toxiques de l'environnement, les aliments et les médicaments. Nous étudions actuellement ces patients afin de mettre en évidence les facteurs précis impliqués (comme le tabac). Cette étude pourrait permettre d'adapter la réponse aux traitements de chacun et de rebondir sur de nouvelles stratégies de prévention (expositions professionnelles) et thérapeutiques.

 

 

2001-LA CYSTINOSE

 

Pour la troisième année consécutive, le prix AIRG, récompensant des jeunes chercheurs pour leurs travaux concernant des maladies rénales héréditaires, a été remis pendant les journées annuelles de Néphrologie.
En 2001, le prix AIRG a été remis lors des Journées de Néphrologie à Montpellier à Stéphanie Cherqui, qui travaille dans le laboratoire du Professeur Corinne Antignac (Unité 423 INSERM, Rein en développement et néphropathies héréditaires, Hôpital Necker-Enfants malades, Paris) pour son travail sur la cystinose. Stéphanie résume ci-dessous de son parcours scientifique et les points forts de sa thèse.
LA CYSTINOSE
La cystinose est une maladie de surcharge au cours de laquelle la cystine s'accumule dans les lysosomes de toutes les cellules. Les lysosomes sont de petites formations présentes dans le cytoplasme des cellules (une centaine par cellules) ; ils sont limités par une membrane. On peut les considérer comme des "sites de nettoyage" de la cellule. C'est dans les lysosomes que sont découpées en morceaux, les substances qui, comme les protéines, y sont transportées.
Normalement, la cystine, produit de dégradation des protéines dans le lysosome, est transportée à travers la membrane de ce lysosome vers le cytoplasme, où elle est réutilisée par la cellule après être devenue de la cystéine. Au cours de la cystinose, la cystine ne peut sortir des lysosomes, y est stockée et tend à former des cristaux.
Il existe trois formes de la maladie, la forme infantile, la forme juvénile et la forme oculaire. La forme la plus grave et la plus fréquente est la forme infantile qui débute vers l'âge de 6 à 8 mois par un mauvais fonctionnement des tubes proximaux du rein (qu'on appelle tubulopathie proximale) et évolue vers l'insuffisance rénale terminale généralement avant l'âge de 12 ans. D'autres manifestations cliniques apparaissent (oculaire, thyroïdienne, pancréatique, musculaire et neurologique) due à l'accumulation de cystine dans ces différents organes.
Le traitement repose sur la prise d'un médicament spécifique, la cystéamine, qui permet le clivage de la cystine dans les lysosomes et sa sortie hors des lysosomes. Si ce traitement est instauré précocement, il permet de retarder l'évolution de la maladie, mais il présente des effets secondaires et nécessite des prises régulières (jour et nuit), ce qui rend son administration difficile chez l'enfant.
Rappelons que la transmission de la cystinose est autosomique récessive.


Identification du gène impliqué

 

Le gène impliqué dans la cystinose a été localisé sur le bras court du chromosome 17 par des études familiales.
Les études effectuées par notre groupe, en collaboration avec des groupes anglais, ont permis de réduire la région du chromosome 17 dans lequel devait se trouver le gène. Dans cette région, nous avons identifié un nouveau gène.. La découverte de mutations de ce gène chez des patients présentant une cystinose, nous a permis d'affirmer que ce gène était bien impliqué dans cette maladie. Il a été dénommé CTNS.
Notre groupe a ensuite montré que le gène CTNS codait pour une protéine inconnue jusque là, la cystinosine, dont nous avons analysé la structure. Cette protéine est constituée par 367 acides aminés. Comme le montre le schéma ci-dessous, l'analyse de sa séquence primaire suggère :
qu'elle pourrait être une protéine présente dans une membrane,
et qu'il existe un "signal d'adressage" au lysosome, c'est-à-dire un signal qui permet le transport de cette protéine vers les lysosomes Ce signal est localisé à l'une des extrémité de la protéine et est caractérisé par une séquence dénommée "GY DQ L".


Localisation subcellulaire de la cystinosine


Afin de vérifier que la cystinosine est une protéine située dans la membrane et qu'elle est dirigée vers les lysosomes, j'ai couplé la cystinosine à une protéine fluorescente (la Green Fluorescent Protéine) permettant de visualiser la cystinosine dans la cellule.
J'ai pu ainsi montrer, par analyse microscopique à l'échelle cellulaire, que la cystinosine est bien une protéine de la membrane lysosomale. Cette localisation est compatible avec la fonction attendue de la cystinosine : faire sortir la cystine du lysosome. De plus, j'ai montré que la séquence " GY-DQ-L " était bien impliquée dans le transport spécifique de la cystinosine vers les lysosomes.
Enfin j'ai mis en évidence un deuxième "signal d'adressage" dans la cystinosine, qui pourrait jouer un rôle de "signal de secours". La particularité de ce nouveau signal est qu'il est localisé dans une boucle située dans le cytoplasme, contrairement à tous les signaux d'adressage aux lysosomes caractérisés à ce jour.


Création d'un modèle murin


Dans le but de mieux comprendre le mécanisme de la maladie, j'ai créé un modèle de cystinose chez la souris (modèle murin).
Pour cela, j'ai cloné et caractérisé le gène Ctns, homologue chez la souris du gène CTNS de l'homme. J'ai inactivé le gène Ctns chez la souris. Les souris accumulent la cystine dans les lysosomes de tous les tissus, et des cristaux de cystine peuvent être visualisés en microscopie optique.
Mais contrairement aux enfants atteints de cystinose, les souris ne développent pas de tubulopathie proximale, ni d'insuffisance rénale. En revanche, elles développent des troubles neurologiques, osseux et musculaires à partir de l'âge de 6 mois. Le traitement par cystéamine a permis de montrer une diminution de la concentration de cystine dans les tissus, mais sans retour à un niveau basal dans les conditions de réalisation de l'étude. Ce modèle murin va nous permettre de tester de nouvelles thérapeutiques, plus efficaces et mieux tolérées que la cystéamine, et de déterminer leurs effets sur les manifestations cliniques.

 


 
     
     

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