Les essais cliniques

Le syndrome CACH: méthodes de diagnostic

La CACH/VWM (Childhood ataxia with CNS hypomyelination ou Leukoencephalopathy with vanishing white matter) est une leucodystrophie relativement fréquente de l’enfance, qui peut aussi toucher l’adulte.

Cette pathologie a une base génétique : elle est due à des mutations localisées sur les gènes qui codent certaines parties d’une protéine nommée elF2B. La protéine elF2B est étudiée depuis de nombreuses années et nous commençons à mieux comprendre sa biologie.

La protéine elF2B joue un rôle important dans le processus cellulaire normal de synthèse protéique et dans sa régulation. La synthèse protéique correspond au processus par lequel les cellules fabriquent tous les composants dont elles ont besoin, en suivant les instructions fournies par le génome (ADN), relayées par une molécule d’ARN messager, et en utilisant les blocs constitutifs nommés acides aminés, qui proviennent de notre alimentation. La protéine elF2B est donc nécessaire partout dans l’organisme. Comme la CACH/VWM n’affecte que certains tissus, on peut en conclure que, de manière générale, les cellules disposent de quantités suffisantes de la protéine elF2B pour fonctionner. Le cerveau et la myéline constituent une exception évidente à cette règle ; ces tissus sont donc particulièrement sensibles à une atteinte de la fonction d’elF2B. Nous n’en connaissons pas encore les raisons.

Actuellement, l’hypothèse la plus largement reconnue découle du rôle connu d’elF2B dans la réponse au stress cellulaire. Différentes études ont montré que la régulation de la protéine elF2B est essentielle aux cellules en réponse à plusieurs agents stressants.

Nous savons que, lorsque le stress est prolongé ou trop intense, les cellules qui ne peuvent résoudre le stress basculent vers un processus nommé mort cellulaire ou apoptose. Dans les modèles expérimentaux, ce processus contribue à provoquer une pathologie similaire à celle qui est associée aux mutations d’elF2B dans la CACH/VWM.

Dans notre laboratoire, nous étudions la fonction de la protéine elF2B à l’aide d’un système de modèle cellulaire simple. Nous avons démontré de manière expérimentale comment elF2 agit comme activateur principal de la synthèse des protéines. La protéine elF2B est une classe de protéines nommée “facteur d’échange de nucléotide guanine (ou GEF)”, agissant comme commutateur moléculaire permettant de commuter vers sa partenaire, une autre protéine nommée elf2. La protéine elF2 se lie au GTP (état activé) et au GDP (état désactivé) et doit être activée au début de chaque cycle de synthèse des protéines. Le GTP est un co-facteur qui fournit de l’énergie. Lorsque la protéine elF2b est active, les cellules peuvent fabriquer des protéines, lorsqu’elle ne l’est pas, le niveau de synthèse protéique chute. Nous avons montré qu’une partie de la protéine elF2B (appelée sous-unité epsilon) dispose de la fonction GEF, tandis que d’autres parties de cette protéine sont importantes pour réguler cette activité en réponse au stress.

Dans le cadre de travaux récents, nous avons découvert que elF2B remplit une seconde fonction apparentée et qu’elle est nécessaire pour déplacer un troisième facteur de traduction (nommé elF5) de elF2 avant que elF2B puisse remplir sa fonction GEF. Nous avons découvert que certaines mutations d’elF2b affectent la fonction GEF tandis que d’autres affectent la fonction de déplacement d’elF5.

Une autre découverte inattendue est le fait que la protéine elF2B est plus grande que nous ne le pensions précédemment. Elle existe dans les cellules sous la forme d’un complexe constitué de deux sous-unités. Nous travaillons actuellement à élucider la structure d’elF2b à l’aide d’une technique nommée cryomicroscopie électronique. Nous espérons que cela nous apportera des éléments importants pour la compréhension de son fonctionnement et de l’effet des mutations sur son fonctionnement.

Dans le cadre de nos études, nous purifions elF2 et des complexes protéiques elF2B à partir de cellules. Nous avons modifié nos méthodes afin de pouvoir produire l’elF2 humaine dans un système d’expression basé sur une cellule de levure. Nous avons démontré que la protéine elF2 que nous produisons fonctionne aussi bien qu’une protéine produite par d’autres moyens plus laborieux et qu’elle peut être utilisée dans un test diagnostique dans le cadre des procédures utilisées pour confirmer qu’un patient souffre de la CACH/VWM. Au cours d’études menées en collaboration avec l’équipe du Pr Odile Boespflug-Tanguy, nous avons utilisé des cellules sanguines isolées chez des patients comme source d’elF2B et notre elF2 humaine pour montrer que les cellules des patients ont une activité elF2b GEF inférieure à celle des sujets témoins sains.

Nous découvrons actuellement de nouveaux éléments intéressants concernant le rôle et la biologie d’elF2B. Nous avons mis au point une stratégie pour purifier elF2. Après quelques modifications, notre dosage biochimique pourra être utilisé avec d’autres tests diagnostiques utilisés à l’hôpital pour confirmer le diagnostic de CACH/VWM.