Les maladies rétiniennes héréditaires représentent un groupe de pathologie hétérogène sur le plan phénotypique et génétique. Elles sont dues à une dysfonction ou une dégénérescence de la neurorétine ou de l’épithélium pigmentaire rétinien. Elles peuvent être présente de manière isolée ou être associée à des atteintes extraoculaires dans les formes syndromiques. Le travail de thèse porte sur l’identification moléculaire de gènes responsables de formes rares de pathologie rétinienne syndromique incluant les ciliopathies dont le syndrome de Bardet-Biedl, caractérisé notamment par une dégénérescence rétinienne constante, et les microcéphalies associées à une choriorétinopathie. Par une approche de séquençage exomique, nous avons pu identifier trois nouveaux gènes impliqués dans ces pathologies rétiniennes syndromiques et confirmer l’implication d’un gène dans le syndrome de Bardet-Biedl. L’analyse des phénotypes rétiniens d’une cohorte de patients présentant un syndrome de Bardet-Biedl a permis la description d’un phénotype atypique avec atteinte prédominante des cônes. / Inherited retinal diseases (IRDs) represent a clinically and genetically heterogeneous group of rare pathologies. These disorders result of a dysfunction or a degeneration of the photoreceptors or the retinal pigment epithelium. IRDs can be subdivided in isolated forms, and syndromic forms that involve non–ocular features. This work deals with the molecular identification of genes implicated in rare forms of syndromic retinal diseases, including the ciliopathies with the Bardet-Biedl syndrome (BBS), characterized by a constant retinal degeneration, and the microcephaly associated with chorioretinopathy.Using an exomic sequencing approach, we have identified three new genes involved in these rare syndromic retinal diseases and confirmed the implication of a gene in Bardet-Biedl syndrome. The analysis of the retinal phenotypes of a BBS patients’ cohort allowed the description of an atypical retinal phenotype with predominantly cone dysfunction.

Le syndrome de Bardet-Biedl (BBS) est une ciliopathie syndromique associant une rétinopathie pigmentaire, une polydactylie post-axiale, une obésité, un hypogonadisme, des anomalies rénales et des troubles des apprentissages. Le cil primaire est présent à la surface de la quasi totalité des cellules de l’organisme et joue un rôle d’antenne cellulaire captant les signaux extérieurs pour les transmettre à la cellule. A ce jour 21 gènes BBS ont été identifiés codant des protéines ayant une fonction ciliaire. Au cours de ce travail, nous avons identifié 3 nouveaux gènes BBS (SDCCAG8/BBS16, LZTFL1/BBS17, BBIP1/BBS18) et confirmé l’implication de IFT172/BBS20. Nous avons également établi des corrélations génotype-phénotype : absence de polydactylie et insuffisance rénale associées aux mutations dans BBS16 ; polydactylie mésoaxiale et atteinte rénale associées aux mutations dans BBS17 ; possible association d’une polydactylie préaxiale aux mutations dans BBS20. Enfin, nous décrivons sur le plan clinique et moléculaire la plus grande cohorte de patients BBS à partir d’une base de données clinico-biologique mise en place au cours de ce travail. / Bardet-Biedl syndrome (BBS) is a syndromic ciliopathy associating with retinitis pigmentosa, postaxial polydactyly, obesity, hypogonadism, renal anomalies and learning difficulties. The primary cilium is antenna-like structure at the surface of the cell. 21 BBS genes are identified and the corresponding proteins are related to primary cilium structure and function. In this study, we identified 3 new BBS genes (SDCCAG8/BBS16, LZTFL1/BBS17, BBIP1/BBS18) and we confirmed the implication of IFT172/BBS20 in this syndrome. We also established strong genotype-phenotype correlations: absence of polydactyly and early renal failure in SDCCAG8/BBS16 patients; mesoaxial polydactyly and early renal failure in LZTFL1/BBS17 patients; possible preaxial polydactyly in IFT172/BBS20 patients. Finally, we reported the molecular and clinical description of the largest BBS cohort thanks to the clinical and biological database created in the Laboratory.

Le syndrome de Bardet-Biedl (BBS) est considéré comme l’une des causes les plus fréquentes de rétinopathie pigmentaire dite syndromique. Il a été démontré une connexion entre les protéines BBS et les structures du cil primaire. Le cil primaire est un organelle formé par une fine évagination de la membrane plasmique soutenu par une ossature de microtubules. Dans la rétine, le photorécepteur (PR) est une cellule ciliaire composée d’un segment interne et d’un segment externe reliés par un cil primaire modifié. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence que le stress du réticulum endoplasmique est à l’origine du processus apoptotique car un défaut ciliaire dans le PR entraine l’accumulation de protéines dans le segment interne et déclenche une réponse au stress cellulaire appelé unfolded protein response. Nous avons développé un traitement pharmacologique modulant ce stress cellulaire afin de ralentir l’apoptose des PR dans un modèle murin BBS. Cette approche pharmacologique a montré son efficacité dans le maintien et la fonctionnalité des PR. Elle pourrait potentiellement être applicable à d’autres ciliopathies rétiniennes. / Bardet-Biedl syndrome (BBS) is one of the most frequent cause of syndromic retinitis pigmentosa. BBS proteins are related to primary cilium structure and function. The primary cilium is microtubule-based antenna-like structure at the surface of the cell. In the retina, the photoreceptor (PR) is a ciliated cell composed of an inner and an outer segment linked by a modified primary cilium. In this study, we demonstrated that endoplasmic reticulum stress induces unfolded protein response due to protein accumulation in the inner segment in case of ciliary defect in the PR leading to apoptosis. We designed a pharmacological treatment to alleviate PR apoptosis in a BBS mouse model. This pharmacological approach was efficient to protect PR from apoptosis and maintain their functionality. This treatment could be applicable to others retinal ciliopathies.

Les ciliopathies rétiniennes sont un groupe de maladies rares causés par des mutations de gènes ciliaires. Les défauts des gènes ciliaires peuvent causer des défauts de trafic de protéines et induit l'apoptose des cellules photoréceptrices causés par le stress du réticulum endoplasmique (RE). On a étudié ciliopathies rétiniennes par modèle mourin, amaurose congénitale de Leber, rétinopathie pigmentaire liée à l’X, syndrome de Bardet-Biedl, syndrome d’Alström. Les souris Bbs1-/- , Bbs10-/- et CEP290-/- ont monté une diminution de la fonction rétinienne et sont causée par ER stress. Les souris Rd9/y et Alms1foz/foz présentent une apparition tardive et avec un faible taux de dégénérescence rétinienne et ils pourrait être causée par d'autres mécanismes. Le traitement GV-Ret basé sur le stress du RE pourrait sauver à la fois la fonction de et la morphologie de la rétine dans souris BBS. / Retinal ciliopathies are a group of rare diseases caused by mutations of ciliary genes. Defects in ciliary genes can cause defects in proteins traffics and induces apoptosis of photoreceptor cells caused by stress of the endoplasmic reticulum (ER) .We studied retinal ciliopathies by mice models, Leber congenital amaurosis, Xlinked retinitis pigmentosa, Bardet-Biedl syndrome and Alström Syndrome. The Bbs1-/-, Bbs10-/- and CEP290-/- mice exhibited a decrease in retinal function caused by ER stress. Rd9/y and Alms1foz/foz mice showed a late onset and a low rate of retinal degeneration and they could be caused by other mechanisms. The GV-Ret treatment based on ER stress could save both the function and morphology of the retina in BBS mice .