La cholestase intra-hépatique familiale progressive de type 1 (PFIC1) humaine est une maladie génétique rare, provoquée par des mutations du gène ATP8B1, due à un défaut de sécrétion des acides biliaires. Un syndrome moins sévère, et épisodique, appelé Cholestase Intra-hépatique Récurrente Bénigne (BRIC) a pu être associé à des mutations au sein du même gène. Les patients PFIC1 souffrent de nombreuses manifestations extra-hépatiques. Certaines de ces manifestations sont communes aux patients mucoviscidosiques. Le niveau d’expression de CFTR, gène responsable de la mucoviscidose, est diminué chez les patients PFIC1. Cette étude a porté sur l’analyse des interactions/régulations entre CFTR et ATP8B1. Une première approche a été de montrer l’expression de ces gènes dans différentes lignées cellulaires puis d’identifier la présence de leurs protéines par western blot et immunofluorescence. Une seconde approche a été d’effectuer une analyse in silico de la structure d’ATP8B1 par rapport à sa fonction. Nous avons aussi localisés les modifications connues sur un modèle 2D. Cette analyse a permis de mettre en évidence en plus des sites connus (ATPase et domaines transmembranaires), deux sites de maturations par clivage ainsi qu’un domaine riche en phosphorylation, des domaines PDZ et un domaine d’interaction avec des récepteurs nucléaires et des facteurs de transcription. A partir d’un polypeptide de 180 kDa, le clivage au niveau des sites identifiés produit un peptide de 145 kDa puis un de 90 kDa, révélés par western blot avec un anticorps dirigé contre la partie CTerminale de la protéine. Ce peptide de 90 kDa, après myristoylation, pourrait interagir avec des récepteurs nucléaires et des facteurs de transcriptions. Ces interactions nous ont permis de monter un modèle qui pourrait expliquer la diminution d’expression génique de différents gènes observés chez les malades PFIC1. Cette analyse a été poursuivie par une étude de l’interactome d’ATP8B1 qui a montré une interaction possible avec CFTR directement ou par l’intermédiaire d’une protéine de liaison, PDZK1. Une dernière étude a porté sur la fonctionnalité de CFTR dans deux lignées portant des mutations différentes d’ATP8B1. L’ensemble des résultats montre qu’ATP8B1 participerait à la régulation de l’expression du gène CFTR mais aussi à sa maturation fonctionnelle. / Human Progressive Familial Intrahepatic Cholestasis type 1 (PFIC1) is a rare genetic disease provoked by mutations inside the ATP8B1 gene resulting in a general loss of bile acids secretion. An episodic and less severe syndrome called Benign Recurrent Intrahepatic Cholestasis (BRIC) have also been associated with mutations in this gene. PFIC1 patients are suffering from many extra-hepatic manifestations. Some of these manifestations are common to Cystic Fibrosis (CF) patients, carrying mutations in CFTR gene. Moreover, expression of CFTR is decreased for some PFIC1 patients. This study was carried out to define the role of ATP8B1 in the modulation of CFTR gene expression and protein function. A first approach was to identify both gene expression and protein synthesis among various cell lines. Then, we developed a second approach based on in silico analysis of structure and function of ATP8B1 to construct a 2D model of the protein. This approach was correlated with the localization of known mutations of ATP8B1. This analysis showed two possible protein maturation sites, a rich phosphorylation domain and a nuclear receptor interacting domain. The cleavage of the 180 kDa peptide generates a 145kDa (ATPase) and a second cleavage produces a 90 kDa, all identified with a specific antibody directed toward the C-Terminal region of the protein. The 90 kDa peptide should be readdressed to the nucleus after myristoylation to interact with nuclear receptors and transcription factors. This analysis was completed by an interactomic approach which has shown a possible interaction between CFTR and ATP8B1 proteins either directly or mediated by a linker, PDZK1. The last part of this work was dedicated to assess the role of ATP8B1 on the activity of CFTR using two cell lines expressing two different mutated ATP8B1 genes. From all these results, we concluded that ATP8B1 is probably involved in the regulation of CFTR gene expression and CFTR maturation and function. We therefore propose a schematic representation of ATP8B1 synthesis and maturation associated with its putative biological functions in the cell. / Réalisé en cotutelle avec l'Université de Cergy-Pontoise

La Cirrhose Amérindienne Infantile (CAI, NAIC) est une forme de cholestase non-syndromique héréditaire à transmission autosomique récessive, décrite uniquement chez les enfants autochtones du Nord-Ouest québécois et issue d’un effet fondateur. La maladie se présente d’abord sous la forme d’une jaunisse néonatale chez un enfant autrement en bonne santé, qui progresse en cirrhose de type biliaire dans l’enfance et dans l’adolescence. Le taux de survie à l’âge adulte est inférieur à 50% et la seule thérapie efficace à ce jour pour les patients avancés dans la maladie demeure la transplantation hépatique. Les recherches antérieures menées par le groupe ont permis d’identifier le locus ainsi que le gène responsable de NAIC, qui encode la protéine nucléolaire Cirhin. Cirhin est exprimée uniquement dans le foie et tous les patients sont homozygotes pour la mutation R565W. La fonction de Cirhin est inconnue, mais les motifs WD40 retrouvés dans sa séquence indiquent qu’elle participerait à des interactions protéine-protéine et serait impliquée dans un mécanisme moléculaire de base. Cirhin interagit avec la protéine nucléaire Cirip, qui a un effet positif important sur la transcription de l’élément activateur HIV-1 LTR et qui a un rôle dans la prolifération cellulaire. L’interaction de Cirhin et Cirip est affectée par la mutation R565W. À l’aide de la technique du double hybride chez la levure, la protéine nucléolaire Nol11 a été identifiée comme étant un partenaire d’interaction de Cirhin. Par son interaction avec MARK3 et c-Myc, Nol11 serait impliquée dans des processus cellulaires tels que le contrôle du cycle cellulaire, la polarité, la croissance cellulaire et possiblement la biogenèse des ribosomes. La portion C-terminale de Nol11 interagirait avec Cirhin, et la mutation R565W abolit cette interaction. Le résidu R565 serait donc important pour la fonctionnalité de Cirhin. / North American Indian childhood cirrhosis (NAIC) is a nonsyndromic form of hereditary autosomal recessive cholestasis, described only in children of Algonquin origin from the Abitibi region of north-western Québec and issued from a founder effect. NAIC typically presents with transient neonatal jaundice in a child who is otherwise healthy, but progresses to biliary fibrosis in childhood or young adulthood. The survival rate at adulthood is lower than 50% and liver transplantation is currently the only effective therapy for patients with advanced disease. Previous research by the group allowed the identification of the locus and the gene responsible for NAIC, which encodes the nucleolar protein Cirhin. Cirhin is expressed only in the liver and all patients are homozygous for the R565W mutation. Cirhin’s function is unknown, but it is a WD40-repeat containing protein, which indicates that it would participate in protein-protein interactions and would be involved in a basic molecular mechanism. Cirhin interacts with the nuclear protein Cirip, which has a significant positive effect on the transcription of the HIV-1 LTR enhancer element and has a role in cellular proliferation. The interaction between Cirhin and Cirip is affected by the R565W mutation. Using the yeast two-hybrid technique, the nucleolar protein Nol11 was identified as an interacting partner of Cirhin. By its interaction with MARK3 and c-Myc, Nol11 may be involved in cellular processes such as cell cycle control, polarity, cell growth and possibly ribosome biogenesis. The C-terminal portion of Nol11 interacts with Cirhin and the R565W mutation abolishes the interaction. The residue R565 may thus be important for Cirhin’s functionality.

Cadre conceptuel et problématique : La cholestase hépatique est une pathologie à large éventail d’étiologies, affectant fréquemment les nouveau-nés. Un diagnostic approprié est essentiel pour la prise en charge clinique, le choix des traitements et l’amélioration du pronostic. Alors que les prématurés ont un risque accru de développement de la cholestase, les algorithmes de traitement ne proposent qu’une prise en charge unique, quel que soit l’âge gestationnel (AG) du patient. Objectif : Déterminer si le profil clinique, la prise en charge et le pronostic de la cholestase néonatale diffèrent selon l’AG. Méthodologie : Une étude de cohorte rétrospective de nouveau-nés atteints de cholestase et admis en néonatologie au CHU Sainte Justine entre janvier 2014 et décembre 2017 a été menée. La cholestase était définie par au moins deux valeurs consécutives de bilirubine conjuguée ≥ 34 μmol/L. La cohorte a été stratifiée en deux groupes d’AG : les extrêmes et les grands prématurés (< 32 semaines AG) et les prématurés modérés ou tardifs et naissances à terme (≥ 32 semaines AG). Résultats : 125 nouveau-nés sur 3 277 ont développé une cholestase. L’incidence globale était de 4% ; cette incidence était 5 fois plus élevée chez les nouveau-nés < 32 semaines d’AG comparativement aux ≥ 32 semaines d’AG. La cholestase était associée à une nutrition parentérale chez 91% des patients avec AG < 32 semaines et seulement 40% des patients avec AG ≥ 32 semaines (p < 0,01). Alors que l'acide ursodésoxycholique était plus prescrit aux nouveau-nés ≥ 32 semaines AG, les émulsions lipidiques à base d'huile de poisson étaient plus administrées aux nouveau-nés < 32 semaines AG, parmi les patients recevant une nutrition parentérale. Conclusion : La cholestase néonatale est associée à deux profils cliniques différents, basés sur l'AG. Nous recommandons que les tests diagnostics et la prise en charge clinique de la cholestase soient adaptés à l'AG. Une nouvelle approche pour l'évaluation d'un nourrisson atteint d'hyperbilirubinémie conjuguée est proposée. / Background and Aims: Cholestasis is a frequent neonatal disease that has a wide range of etiologies. Appropriate diagnosis is essential to clinical management, treatment choices and improvement of outcomes. Most references discuss neonatal cholestasis as one entity. The goal of this study was to determine if the clinical profile, management and outcome of cholestasis differ according to gestational age (GA). Methods: Medical records of infants with cholestasis in the division of neonatology at CHU Sainte Justine, between January 2014 and December 2017, were retrospectively reviewed. Cholestasis was defined as two or more consecutive conjugated bilirubin values ≥ 34μmol/L. The cohort was stratified into two groups: extremely to very preterm (< 32 weeks GA) and moderate to late preterm and term (≥ 32 weeks GA). Results: 125 of 3,277 patients developed cholestasis. Overall incidence of cholestasis was 4%. Incidence was 5 times higher in neonates < 32 weeks GA compared to neonates ≥ 32 weeks GA. Cholestasis was associated with parenteral nutrition in 91% of patients with GA < 32 weeks and 40% of patients with GA ≥ 32 weeks (p < 0.01). While ursodiol treatment was prescribed more to cholestatic neonates ≥ 32 weeks GA, fish oil lipid was administered more to neonates < 32 weeks GA, among patients receiving parenteral nutrition. Conclusions: Neonatal cholestasis was associated with two different clinical profiles based on GA. We recommend diagnostic tests and clinical management of neonatal cholestasis be adapted to GA. A GA-based approach to the evaluation of an infant with conjugated hyperbilirubinemia is proposed.