Le syndrome de l’X fragile représente la première cause de déficience intellectuelle héréditaire. Ce syndrome résulte de l’absence de la protéine FMRP. FMRP est proposée réguler, sous contrôles des mGluR-I et d’autres récepteurs, l’expression de protéines importantes pour la plasticité synaptique en se fixant spécifiquement sur leur ARNm et en modulant leur traduction. Des milliers d’ARNm cibles ont déjà été proposées dans la littérature, mais très peu ont pu être validées. Par approche de pontage covalent aux UV et immunoprecipitation (CLIP) couplé à une analyse microarray, nous avons identifié un ARNm comme cible unique de FMRP dans les neurones corticaux. Cet ARNm code pour une kinase contrôlant le niveau de deux seconds messagers lipidiques importants pour le remodelage des épines dendritiques. De plus, nous avons montré que l’activation mGluR-I dépendante de la kinase est absente dans les neurones Fmr1 KO, avec pour conséquence une altération de plusieurs espèces lipidiques du neurone. Ces défauts peuvent expliquer les altérations morphologiques et fonctionnelles des épines dendritiques, cause principale proposée du syndrome de l’X fragile. / Fragile X syndrome is the leading cause of inherited intellectual disability and is due to the absence of the RNA binding protein FMRP (Fragile X Mental Retardation Protein). FMRP is proposed to bind and regulate synaptic expression of mRNA targets upon mGluR-I activation. Thousands of mRNA targets have already been proposed in the literature, but only a few have been validated leaving unsolved the question of the genes mostly affected by the absence of FMRP in the brain of fragile Xpatients. The main project of the thesis was to identify the mRNAs associated with FMRP in cortical neurons by performing cross-linking immunoprecipitation approach (CLIP). We found that FMRP principally targets one unique mRNA which encodes an important synaptic kinase. This enzyme controls the level of two second lipid messengers important for remodeling of dendritic spines. Consequently, the mGluR-I-dependant activation of the enzyme is lost in absence of FMRP, leading to several lipid species alterations in the neuron. These defects may explain the morphological and functional alterations of dendritic spines, the hallmark of fragile X syndrome.

Grâce aux progrès de la génétique moléculaire qui ont permis d’identifier de nouveaux gènes de déficience intellectuelle liée à l’X, il nous a été possible de travailler sur des groupes homogènes de malades présentant une mutation dans le même gène. Nous avons d’une part, pu mettre en évidence un dysfonctionnement du circuit cérébello-thalamo-préfrontal grâce à une étude en IRM morphométrique réalisée chez des patients ayant une mutation dans le gène Rab-GDI. D’autre part, nous avons identifié un phénotype tout à fait spécifique lié aux mutations du gène ARX, tant clinique que neuropsychologique, et cinématique, associant une atteinte très particulière de la motricité distale des membres supérieurs et du langage. La préhension des patients est pathognomonique, avec une préférence pour la pince pouce-majeur, une difficulté accrue pour l’utilisation du bord cubital de la main, et un trouble de la pronosupination. Sur le plan neuroanatomique, il existe une diminution de volume des noyaux gris centraux et des épaisseurs corticales des régions contrôlant la motricité, bien corrélées au paramètres de cinématique. Enfin, nous avons exploré les stratégies de raisonnement des patients déficients intellectuels atteints du syndrome de l’X fragile, d’une mutation du gène ARX ou de trisomie 21 en élaborant un paradigme de raisonnement visuel analogique issu des matrices de Raven. Nous en avons établi la trajectoire développementale. Les stratégies utilisées par les patients (étude en eyetracking) sont différentes de celles des contrôles y compris de même âge mental, avec un défaut d’inhibition majeur, encore plus franc chez les patients X fragiles que ceux porteurs de trisomie 21 / Thanks to progress in molecular genetics, that allowed identification of new genes responsible for X linked intellectual disability, we studied on homogeneous groups of patients presenting with a mutation in one or the other gene. In the first section, we showed dysfunction of cerebello-thalamo-prefrontal networks, thanks to morphological MRI study performed on patients with a mutation in the Rab-GDI gene. In the second section, we highlighted a very specific phenotype related to ARX gene mutations, clinically, neuropsychologically, and kinematically, with a very peculiar impairment of upper limbs distal motricity, and language disorder. Patients hand-grip is pathognomonic, with a preference for the middle finger instead of the index for the grip of object, major impairment of fourth finger use, and lack of pronation movements. Neuroimaging study showed decreased volume of basal ganglia, and cortical thickness of motor regions, well correlated to kinematic parameters. In the third section, we explored reasoning strategies in three groups of patients with intellectual deficiency: fragile X, ARX mutated and Down syndrome patients and controls (both chronological and mental age-matched subjects). We notably elaborated a visual analogical reasoning paradigm, inspired from Raven’s matrices. We established a developmental trajectory of this paradigm. The strategy used by patients (eyetracking study) was different from the one used by controls, with a huge lack of inhibition, even greater for fragile X patients than for Down syndrome patients