Letteratura scientifica selezionata sul tema "Chorée de Huntington – Génétique"

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative autosomique dominante qui affecte environ 3 à 8 personnes sur 100 000 dans le monde. La MH est causée par une mutation du gène HTT, lequel code pour la protéine huntingtine (HTT). Cette mutation consiste en une expansion de 35 répétitions CAG à même l'exon 1 du gène et aboutit à une répétition de la séquence polyglutamine (polyQ) au sein du segment N-terminal de la protéine HTT. Les personnes atteintes de MH développent des troubles moteurs, cognitifs et psychiatriques sévères, principalement à l'âge adulte. L'âge d’apparition des symptômes est généralement inversement proportionnel au nombre de répétitions CAG bien que la symptomatologie varie considérablement d'un patient à l'autre. L'origine de la MH est associée à l'expression de la protéine HTT mutée (mHTT) qui, en raison de son expansion polyQ, adopte une conformation pathogène et s'accumule en petits et/ou gros agrégats cytotoxiques. Bien que l'on suppose que ces événements soient responsables de la neurodégénérescence, le mécanisme sous-jacent aux voies physiopathologiques menant à l'apparition de la maladie et à la mort neuronale est toujours à l'étude. Un nombre croissant d'observations suggère que la mHTT possède des capacités de type prion, c’est-à-dire une aptitude à recruter des protéines endogènes normales et les corrompre afin de créer des agrégats toxiques; capacités qui sont également connues pour d'autres protéines, notamment l'amyloïde, la tau et la a-synucléine, associées à diverses maladies neurodégénératives. Nous avons émis l'hypothèse que le mHTT se propage de cellule en cellule et qu'elle se comporter tel un prion, contribuant à influencer le développement de la MH. Afin de tester cette hypothèse, des fibrilles synthétiques de mHTT ont été administrées à plusieurs lignées cellulaires ainsi qu'à des souris de différentes souches génétiques. Suite à une période d'incubation, les effets des fibrilles de mHTT sur la viabilité cellulaire, le comportement animal et les caractéristiques neuropathologiques ont été examiné. Nous avons ainsi observé que les fibrilles de mHTT provoquaient la mort cellulaire et des changements morphologiques des cellules cultivées, tandis qu’elles induisaient un phénotype comportemental transitoire de la maladie chez des souris saines. Les fibrilles de mHTT pouvaient également exacerber les déficits moteurs, anxieux et cognitifs de type MH dans un modèle de souris huntingtonien. Ainsi, notre étude suggère que la mHTT extracellulaire peut se propager de cellule à cellule et, une fois recrutée au sein de la cellule, provoquer des changements pathologiques. À la lumière de ces observations, nous croyons que la mHTT extracellulaire pourrait représenter une cible attrayante pour le développement de futures stratégies thérapeutiques. De surcroît, la plupart des traitements en études cliniques sont conçus pour cibler le gène HTT dans le but de diminuer l'expression de la protéine, ignorant la quantité importante de mHTT déjà présente dans le système à l'âge adulte. Par conséquent, une thérapie combinatoire ciblant, à la fois l'expression de mHTT et la mHTT extracellulaire préexistante, pourrait se révéler une voie prometteuse pour le traitement de la MH.
Huntington’s disease (HD) is an autosomal dominant neurodegenerative disease that affects approximately 3 - 8 people in 100,000 individuals worldwide. HD is caused by a mutation in the HTT gene, which codes for the protein huntingtin (HTT), consisting of an expansion of 35 CAG repeats in the exon 1 of the gene and resulting in the elongated polyglutamine (polyQ) stretch at the N-terminal fragment of the protein HTT. Individuals who suffer from HD develop severe motor, cognitive and psychiatric impairments, which primarily manifest in adulthood. The onset of the disease is usually inversely proportional to the CAG repeat expansion, however, HD comes with a high variability of symptoms. HD is also associated with the expression of the mutated HTT (mHTT) protein. The mHTT protein adopts a pathogenic conformation, which accumulates in small and/or large cytotoxic aggregates. Although these events are suspected to contribute to neurodegeneration, the exact mechanisms underlying the pathophysiological pathways leading to disease onset and neuronal death are still under investigation. A growing body of evidence suggests that mHTT possesses prion-like capacities – the capacity to spread between cells and seed disease – a phenomenon associated with other proteins such as amyloid, tau and a-synuclein, all involved in various neurodegenerative diseases. We hypothesized that mHTT propagates in a non-autonomous manner and behaves in a prion-like fashion to influence the onset and severity of HD. To address this, exogenous synthetic mHTT fibrils were administered to several cell lines and to mice of different genetic backgrounds. Following an incubation period, the effects of mHTT fibrils on cellular viability, animal behavior and neuropathological features were examined. We observed that mHTT fibrils provoked cell death and morphological changes in cultured cells, induced transient HD-related behavioral phenotypes in healthy mice and exacerbated motor, anxiety-like and cognitive deficits in an HD mouse model. Our study suggests that extracellular mHTT can propagate between cellular elements and once uptaken, trigger pathological changes. In light of these observations, we believe that extracellular mHTT could represent an appealing target for future therapeutic strategies. Current disease-modifying treatments tested in the clinic are designed to target the HTT gene to decrease the expression of the protein, overlooking the mHTT load outside of the cell boundaries and/or which has accumulated in the system prior to the application of gene silencing/editing. Hence, a combinational therapy addressing both the intracellular and extracellular expression of mHTT could serve as a more global treatment of HD.

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative due à une expansion anormale de trinucléotides CAG, codant pour une expansion de polyglutamine dans la protéine huntingtine (htt). Plusieurs mécanismes physiopathologiques ont été proposés, incluant la dérégulation de l’expression des gènes. Parmi ces dérégulations, beaucoup de gènes codant pour des protéines essentielles à la morphologie et à la fonction des neurones sont réprimés. NRSF, un facteur de transcription qui réprime spécifiquement l’expression de ces gènes, a une activité augmentée dans la MH. L’objectif de ce travail est de comprendre les mécanismes conduisant à l’activation de NRSF dans la MH. Ainsi, nous montrons dans un modèle cellulaire que l’expression de la htt mutée conduit à une augmentation de l’expression de NRSF associée à une activation du promoteur du gène. L’exploration des mécanismes responsables de cette activation nous a permis d’exclure le rôle de deux facteurs de transcription activés dans la MH : AP-1 et NF-KappaB. Finalement, nous mettons en évidence que le promoteur du gène Nrsf est régulé différentiellement par deux facteurs Sp : Sp1 qui est activateur transcriptionnel du gène et Sp3, un répresseur. L’identification, pour la première fois, du rôle de ces facteurs dans la régulation transcriptionnelle du gène Nrsf, nous permet d’explorer de nouveaux mécanismes par lesquels la htt mutée conduit à l’activation du promoteur du gène Nrsf et ouvre de nombreuses perspectives pour comprendre la régulation de ce gène au cours de la différenciation neuronale ainsi que dans d’autres pathologies telles que le cancer
Huntington’s disease (HD) is a neurodegenerative disorder caused by an abnormal expansion of CAG trinucleotides, which code for polyglutamine expansions in the huntingtin (htt). Several physiopathological mechanisms have been proposed, including deregulated gene expression and can lead to the down-regulation of genes which are essential for neuronal morphology and function. NRSF, a transcription factor that plays a crucial role in controlling neuronal cell fate, by specifically inhibiting the expression of many neuronal genes, displays increased activity in HD which could explain the selective repression of neuronal genes. The goal of this work was to characterize the molecular mechanisms leading to NRSF activation in HD. In a cellular model, we show that the expression of mutant htt leads to increased NRSF expression by activating transcription from the NRSF promoter. We show that this transcriptional up-regulation does not involve two transcription factors known to be activated in HD: AP-1 and NF-KappaB. Finally, we demonstrate that Nrsf gene promoter is differentially regulated by two other transcription factors belonging to Sp family: Sp1 and Sp3, which act as transcriptional activator and repressor of the Nrsf gene promoter, respectively. Thus, we provide the first evidence that Sp factors regulate the transcriptional activity of Nrsf gene promoter. Our findings do not only allow the exploration of new mechanisms by which mutant htt activates the promoter of Nrsf gene, but they also open up fundamental new perspectives to understand the regulation of this gene, which is important during neuronal differentiation, and is deregulated in other disorders such as cancer

La maladie de Huntington est une maladie du SNC due à l’expression d’une protéine ubiquitaire mutante, la huntingtine (Httm), qui s’accumule dans les neurones et les astrocytes. Dans ce projet, nous avons développé des vecteurs lentiviraux (LV) ciblant sélectivement ces types cellulaires afin d’étudier leur contribution dans la pathogenèse. Dans la première partie de ce travail, nous nous sommes intéressés au ciblage des sous-populations neuronales par des promoteurs tissus-spécifiques, en condition constitutive ou avec une boucle d’amplification. Les analyses ont porté sur l’étude du tropisme des LV dans le striatum, l’activité transcriptionnelle des promoteurs en condition normale ou pathologique et leur tissu-spécificité. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons développé un vecteur régulé unique permettant d’éteindre l’expression d’un gène endogène spécifiquement dans les astrocytes par la combinaison d’un promoteur astrocytaire (GS) et de la séquence cible du miR124 neuronal (miR124T) et du système inductible de la tétracycline. Enfin, nous avons montré que le ciblage astrocytaire pour surexprimer ou éteindre un gène peut être réalisé en utilisant des LV pseudotypés par VSV-G et portant un promoteur astrocytaire et le miR124T. L’ensemble de ces résultats montre l’importance de la régulation transcriptionnelle pour l’expression spécifique d’un transgène et la nécessité d’approfondir les connaissances sur les promoteurs

Neuf maladies héréditaires neurodégénératives, dont la maladie de Huntington (HD) et l'ataxie spinocérebelleuse de type 7 (SCA7), sont causées par l'expansion instable d'une répétition CAG dans différents gènes, codant pour une expansion polyglutamine (polyQ) dans les protéines correspondantes (huntingtine pour HD et ataxine-7 pour SCA7). Plusieurs arguments génétiques et biochimiques ont montré que la toxicité des expansions polyQ résulte d'un gain de fonction. Chaque maladie présente un profil spécifique d'atteinte neuronale et SCA7 est la seule des maladies par expansions polyQ qui touche la rétine. Notre groupe a généré plusieurs modèles murins de SCA7 par transgenèse, en ciblant notamment l'expression de l'ataxine-7 mutée dans les photorécepteurs de type bâtonnets (souris R7E). La rétine est un tissu homogène, constitué d'un nombre limité de types cellulaires bien caractérisés. De plus, l'électrorétinogramme permet une mesure quantitative et reproductible de la progression du phénotype rétinien. Dans le modèle R7E, j'ai montré que l'ataxine-7 mutée induit une dysfonction cellulaire précoce et très sévère, alors que la mort neuronale est tardive et limitée. J'ai également montré que la perte d'expression de la protéine mutée n'est pas suffisante pour entraîner une amélioration du phénotype. Parallèlement, j'ai mis en évidence un phénotype rétinien progressif très semblable dans un modèle murin HD, suggérant que certains aspects de la pathologie rétinienne ne sont pas spécifiques à SCA7. Dans les deux modèles, j'ai montré que la dysfonction des photorécepteurs était due à des altérations transcriptionnelles précoces et très sévères touchant les gènes exprimés fortement et spécifiquement dans les photorécepteurs. Les expansions polyQ inhibent l'expression des gènes codant pour des composants de la phototransduction, comme la rhodopsine, et pour des facteurs de transcription impliqués dans le maintien des photorécepteurs dans leur état différencié et fonctionnel. Dans les souris SCA7, la perte d'expression de la rhodopsine est directement corrélée avec des anomalies de l'architecture du noyau des photorécepteurs, qui montrent un remodelage très important de l'hétérochromatine. Ces modifications de la chromatine ont été confirmées dans d'autres modèles SCA7 et pourraient expliquer les altérations transcriptionnelles induites par les expansions polyQ. Enfin j'ai découvert, en collaboration avec l'équipe du Dr. L. Tora, la fonction normale de l'ataxine-7. L'ataxine-7 est une nouvelle sous-unité d'un complexe co-activateur de la transcription (TFTC), présentant une activité d'acétylation des histones. Le complexe est capable d'incorporer l'ataxine-7 normale ou mutée. Nous étudions donc si la présence de l'ataxine-7 mutée dans le complexe modifie son activité d'acétylation des histones et/ou son recrutement à des promoteurs spécifiques. L'expansion polyQ dans l'ataxine-7 pourrait conférer un gain de fonction au complexe dont l'activité ne serait plus régulée, aboutissant aux altérations transcriptionnelles et à la dysfonction des photorécepteurs observées spécifiquement dans SCA7.

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative génétique caractérisée par des symptômes moteurs, cognitifs et psychiatriques causés par une atteinte primaire du striatum. Le mécanisme pathogénique implique une dérégulation épigénétique et transcriptionnelle à l’origine d’une perte d’identité et de fonction des neurones. Cette thèse a consisté en la caractérisation épigénétique du striatum de modèles murins à une résolution type cellulaire-spécifique et à différent stades de la MH. Nous avons observé que les neurones striataux qui expriment le gène muté dans la MH présentent une érosion épigénétique traduisant un vieillissement accéléré qui implique une altération des complexes polycomb. Les régulations épigénétiques étant sensibles à l’environnement, nous avons caractérisé le phénotype comportemental et moléculaire de modèles murins de la MH hébergés en environnement enrichi (EE) afin de décrypter l’effet de l’EE sur les régulations épigénétiques et transcriptionnelles. Nos résultats permettent une meilleure compréhension des mécanismes pathogéniques de la MH, et offrent de nouvelles perspectives thérapeutiques
Huntington's disease (HD) is a neurodegenerative genetic disease characterized by motor, cognitive, and psychiatric disorders caused by primary damage to the striatum. The pathogenic mechanism is complex and involve epigenetic and transcriptional dysregulations leading to a loss of neuronal identity and cell function. This thesis aimed to characterize the striatal epigenetic signature in mouse models with a celltype-specific resolution at different stages of HD. We observed that striatal neurons expressing the HD mutation undergo epigenetic erosion, reflecting accelerated aging in HD, induced by alterations in polycomb complexes. As epigenetic regulations are sensitive to the environment, we characterized the behavioral phenotype and molecular alterations of HD mouse model after housing in an enriched environment (EE) to decipher the epigenetic and transcriptomic effects induced by EE. Our findings thus provide a better understanding of early pathogenic mechanisms in HD, opening new therapeutic perspectives

La maladie de Huntington (MH) est une affection neurodégénérative héréditaire dont la mutation conduit à une expansion anormale d’un segment polyglutamine dans la protéine Huntingtine (Htt). La Htt mutée, bien qu’ubiquitaire dans le cerveau, conduit à une neurodégénérescence préférentielle du striatum. Cette atteinte pourrait en partie s’expliquer par la présence de produits de gènes sélectivement exprimés dans le striatum. Le laboratoire étudie depuis plusieurs années l’implication potentielle de marqueurs moléculaires du striatum dans la vulnérabilité des neurones de cette structure cérébrale vis-à-vis de la Htt mutée. Durant ma thèse, j’ai étudié plus spécifiquement trois de ces marqueurs du striatum: l’ARN long intergénique non-codant Abhd11os et les protéines µ-crystalline (CRYM) et doublecortin-like kinase 3 (DCLK3). Une étude préliminaire avait montré l’effet neuroprotecteur de ces marqueurs du striatum contre la toxicité induite par un fragment court de la Htt mutée dans un modèle murin aigu de la MH. J’ai donc étudié plus en détails les caractéristiques de ces "modificateurs" de la MH, ainsi que les mécanismes moléculaires potentiels permettant d’expliquer leur effet neuroprotecteur dans un contexte de la MH. J’ai également mené une expérience de thérapie génique en surexprimant le marqueur striatal DCLK3 dans un modèle transgénique de la MH. Cette étude nous a permis de valider le haut potentiel thérapeutique de cette protéine.L’élucidation précise des mécanismes d’action de ces modificateurs de la MH reste encore à résoudre, mais plusieurs pistes sont maintenant possiblement envisagées par rapport à leurs caractéristiques moléculaires. Outre la découverte de candidats neuroprotecteurs qui pourrait permettre de développer de nouvelles cibles thérapeutiques, cette étude a permis d’envisager de nouvelles hypothèses permettant d’expliquer la vulnérabilité striatale dans la MH et de donner une vue d’ensemble des voies sur lesquelles il serait possible d’agir pour induire des effets neuroprotecteurs dans ce contexte
Huntington’s disease (HD) is a neurodegenerative disorder caused by the mutation of huntingtin (Htt) gene, which leads to an abnormal polyglutamine expansion in the Htt protein.Whereas mutant Htt (mHtt) is ubiquitously expressed in the brain, it preferentially affects the striatum. Our hypothesis is that genes products selectively expressed in the striatum could be involved in the high vulnerability of the striatum. From this hypothesis, numerous teams studied “markers of the striatum”, that are genes product enriched in the striatum whose expression are up- or down-regulated in HD compared to healthy condition.During my thesis, I studied three of these striatal markers: the long intergenic non-coding RNA Abhd11os, and the two proteins µ-crystallin (CRYM) and doublecortin-like kinase 3 (DCLK3). A preliminary study from the laboratory has shown that these three markers have neuroprotective effects against a toxic fragment of mHtt in vivo. So, the aims of my thesis were to further characterize these three ill-defined disease modifiers and to better understand the putative molecular mechanisms underlying their neuroprotective effects against mHtt.I also conducted a translational study on DCLK3, whose results validate the high therapeutic potential of this protein.The elucidation of the mechanisms underlying the neuroprotective effects of these disease modifiers against mHtt toxicity will require further studies, but new trails can be envisioned, according to their characteristics. My study has enlightened new therapeutic targets and more globally gives an overview of molecular mechanisms to modulate to induce neuroprotective effects in this context, leading to new hypothesis explaining striatal vulnerability in HD

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative génétique, caractérisée par des symptômes moteurs, cognitifs et psychiatriques, qui s’accompagnent de dérégulations transcriptionnelles et épigénétiques touchant préférentiellement les triatum. La relation de cause à effet qui lie ces dysfonctionnements aux déficits comportementaux est encore mal comprise et sa caractérisation constitue l’objectif de ma thèse. Nous avons observé que la mémoire procédurale dépendante du striatum est progressivement altérée chez les souris R6/1 modèles de la MH. Ce déficit est partiellement compensé par l’utilisation d’une mémoire spatiale hippocampo-dépendante. Par ailleurs, nos données transcriptomiques montrent que le déficit cognitif des souris R6/1 est corrélé à une altération des régulations transcriptionnelles induites par l’apprentissage procédural et particulièrement de l’activation de gènes précoces immédiats essentiels à la plasticité neuronale. Pour tenter de corriger ces altérations, les souris R6/1 ont été traitées pharmacologiquement avec un activateur d’histone acétyltransférase. Le traitement a eu un effet bénéfique partiel sur la mémoire procédurale des souris R6/1, associé à des changements transcriptomiques et épigénétiques inattendus affectant plus particulièrement les cellules gliales, et favorisant le métabolisme du cholestérol. Ainsi, nos analyses permettent pour la première fois de définir avec précision la relation qui lie les altérations épigénétiques, transcriptionnelles et comportementales associées à la MH
Huntington's disease (HD) is a genetic neurodegenerative disease, characterized by motor, cognitive and psychiatric troubles, associated to transcriptional and epigenetic dysregulations, preferentially in the striatum. The causal relationship between these molecular dysfunctions and behavioral deficits is still poorly understood and its characterization is the objective of my thesis. We observed a progressive striatum-dependent procedural memory deficit in the R6/1 HD mouse, which is partially compensated by hippocampus-dependent spatial memory. Moreover, our transcriptomic data show that the cognitive deficit of R6/1 mice is correlated to altered striatal transcriptional regulations induced by procedural learning. Particularly, the expression of immediate early genes involved in neuronal plasticity is impaired. To improve these alterations, R6/1 mice were treated with a histone acetyltransferase activator. We observed a partial improvement of the procedural memory deficit of R6/1 mice. Surprisingly, this treatment induces transcriptomics and epigenetics changes, more particularly in the glial cells, and it improves cholesterol metabolism. Thus, our analyzes allows precisly, for the first time, to describe the relationship between the epigenetic, transcriptional and behavioral alterations in HD

Les maladies à polyglutamines (polyQ) sont des maladies neurodégénératives héréditaires dominantes causées par une expansion de CAG traduite en longue expansion de polyglutamine dans la protéine correspondante. Ces maladies comprennent l’ataxie spinocérébélleuse 7 (SCA7) et la maladie de Huntington (MH) causées par une expansion de polyQ dans les protéines ataxine-7 (ATXN7) et huntingtine (htt), respectivement. Les souris SCA7 et MH développent des rétinopathies similaires suggérant des pathomécanismes communs toujours inexpliqués. Durant ma thèse, j’ai trouvé qu’en réponse à la toxicité des polyQ, les photorécépteurs (PR) perdent leur différenciation alors que d’autres migrent ou meurent. De plus, cette mortalité cellulaire active la prolifération des cellules gliales de Müller et leur différenciation en PR. Récemment, j’ai trouvé que l’ATXN7 et la htt se trouvent dans le cil primaire et leur mutation mène à une perte des protéines endogènes des cils associée à des défauts du cil
Polyglutamine (polyQ) disorders are dominantly inherited neurodegenerative disorders caused by the expansion of CAG repeats translated into long polyQ tracts in the corresponding proteins. These diseases include Spinocerebellar ataxia 7(SCA7) and Huntington’s Disease (HD), caused by polyQ expansion ataxin-7 (ATXN7) and huntingtin (htt), respectively. SCA7 and HD mouse models develop similar retinopathies suggesting common pathomechanisms. In my thesis, I found that, in response to polyQ toxicity, SCA7 photoreceptors (PR) undergo several cell fates ranging from their deconstruction, to their migration and their death. Moreover, this cell death activates the proliferation of Müller glial cells and their differentiation into PR like cells. The pathomechanisms underlying HD and SCA7 are still unknown. Recently, I found that ATXN7 and htt are localized to the PR cilia and that the mutant proteins lead to a progressive loss of the wild-type proteins that correlates with defects in the PR cilia