La maladie de Charcot-Marie-Tooth représente un groupe hétérogène de maladies tant sur le plan clinique que sur le plan génétique. A ce jour, on dénombre 60 gènes décrits dans la maladie de CMT. En Tunisie, le fort taux de consanguinité est un facteur majeur de l'apparition des maladies génétiques en particulier des formes autosomiques récessives parmi lesquelles, on trouve la maladie de Charcot-Marie-Tooth. Deux formes de CMT ont été identifiées dans cette population, il s'agit de la forme CMT4A et la forme de CMT4B2. Mes travaux de thèse ont consisté à identifier de nouveaux gènes chez des familles tunisiennes consanguines atteintes de CMT en utilisant différentes approches de criblages. J'ai poursuivi aussi des travaux de localisation réalisées chez deux familles libanaises consanguines et pour lesquelles les analyses n'ont pas permis d'identifier une région homozygote par descendance. Nous avons pu caractériser les formes CMT4H, CMT4C et CMT1A dans la population tunisienne. Nous avons identifié une nouvelle mutation dans le gène FGD4 impliquée dans la forme CMT4H. Nous avons pu caractériser la forme CMT4C par l'identification d'une nouvelle mutation dans le gène SH3TC2. En utilisant la technique d'hybridation génomique comparative sur des puces CGH , le criblage nous a permis de mettre en évidence la forme dominante CMT1A chez des patients tunisiens. / My research is entitled "Molecular analysis of consanguineous families Tunisian and Lebanese with clinical signs of Charcot-Marie-Tooth disease". The objectives of the PhD research were to identify and localize the genes implicated in these clinic forms of CMT and to elucidate the functional impact of mutations and the associated physiopathology mechanisms. For this purpose several technologies were used such as Fluorescent Direct Sequencing of known genes published in CMT disease. We have identified two novel mutations in patients from consanguineous Tunisian families: the first mutation (c.514_514insG; p.Ala172Glyfs*27) was detected in FGD4 by Fluorescent direct sequencing. Skin and nerve biopsy structure of these patients were studied under a microscope. Furthermore, the expression profile of FRABIN was studied by western blot. The cellular localization of this protein is under further examinations with the use of immunofluorescent. The second mutation (c.2968delC; p.Leu990Trpfs*24) was identified using High throughput sequencing in the SH3TC2 gene, The duplication of CMT1A in patients from Tunisia was demonstrated by Array CGH technique. The identified mutations will be subjected to functional studies to determine their impact on protein and to investigate the pathophysiology of this disease. Detail data analysis is currently underway for these projects using High throughput sequencing and other methods as appropriate in both Tunisian and Lebanese families.

Les lysosomes contiennent environ soixante hydrolases différentes, qui peuvent dégrader une grande variété de macromolécules. L’activité de ces enzymes est dépendante du pH, maintenu dans les lysosomes entre 4.5 et 5.0 par une pompe à protons : la v-ATPase. Les produits de dégradation sont recyclés dans le cytoplasme par des transporteurs actifs secondaires de la membrane des lysosomes.Les maladies de surcharges lysosomales sont causées par des mutations de gènes codant pour des protéines lysosomales, souvent des enzymes. Elles sont caractérisées par un engorgement des lysosomes avec des agrégats ou des cristaux. Les symptômes associés à ces maladies sont variés, mais la moitié d’entre elles induisent des défauts neurologiques. L’étude de ces maladies a permis d’élucider la fonction de nombreuses enzymes, mais la connaissance des transporteurs lysosomaux reste parcellaire. Peu de ces transporteurs sont ainsi caractérisés au niveau moléculaire.Je me suis intéressé à deux gènes dont la mutation provoque une maladie de surcharge particulière : CLN3 et CLN7. Leur mutation provoque des céroïdes lipofuscinoses neuronales, des maladies de surcharge lysosomales caractérisées par une neurodégénérescence précoce et par l’accumulation dans les lysosomes d’un pigment autofluorescent, la lipofuscine. La mutation de 14 gènes différents cause une céroïde lipofuscinose neuronale. J’ai étudié CLN3 et CLN7 car ils codaient pour des protéines membranaires du lysosome, qui pourraient donc être des transporteurs.Sur CLN7, j’ai effectué des tests de transport en utilisant les acides aminés comme substrats potentiels, sans résultats probants. Concernant CLN3, le contenu métabolique de lysosomes a été étudié par spectrométrie de masse dans des souris WT ou de souris où le gène CLN3 était déficient. Les lysosomes des cellules déficientes contenaient moins de produits de la protéolyse, ce qui suggérait que CLN3 était important pour la protéolyse lysosomale. Cela a été confirmé par des mesures plus directes sur des neurones et des fibroblastes primaires, et sur des fibroblastes immortalisés. Ces résultats pourraient aider à comprendre les premières étapes de la physiopathologie dans les cellules où des gènes CLN sont déficients.Pour accroître le nombre de transporteurs lysosomaux potentiels, j’ai participé à la finalisation d’une étude par protéomique de la membrane lysosomale. Elle a révélé 46 potentiels transporteurs de fonction encore inconnue. Dans cette liste, j’ai étudié TMEM104, SPINSTER, MFSD1, SLC37A2, TTYH3 et SNAT7. Pour ce faire, j’ai d’abord muté les motifs d’adressage de ces protéines pour les rediriger, lors de leur synthèse, vers la membrane plasmique, afin de faciliter leur étude. Aucune fonction claire n’a pu être identifiée par cette approche.SNAT7 appartenait cependant à une famille de transporteurs de glutamine, ce qui était suffisamment encourageant pour envisager d’autres approches. Sa fonction a ainsi été étudiée en développement un nouveau test indirect basé sur la détection d’une surcharge artificielle des lysosomes en acides aminés. Un test fonctionnel plus direct a ensuite été mis au point sur des fractions enrichies en lysosomes en utilisant des acides aminés radiomarqués. Ces deux tests ont montré que SNAT7 était un transporteur spécifique de l’asparagine et de la glutamine.J’ai enfin étudié l’hypothèse suggérant que SNAT7 pourrait jouer dans la nutrition de cellules cancéreuses. En effet, certaines utilisent la glutamine comme nutriment principal à la place du glucose ; mais les apports sanguins en glutamine, dans les tumeurs, sont parfois insuffisants. La glutamine est donc obtenue par macropinocytose de protéines extracellulaires et dégradation lysosomale de ces protéines, avant un recyclage vers le cytoplasme. J’ai montré qu’en l’absence de SNAT7, ce phénomène était bloqué. SNAT7 est donc une cible thérapeutique intéressante pour tenter de bloquer l’approvisionnement des cellules cancéreuses en glutamine. / Within lysosomes, about sixty different hydrolases degrade macromolecules. This degradation is dependent on the acidity of the lysosomal lumen, which pH ranges between 4.5 and 5.0. The lysosomal pH is maintained by the v-ATPase, a proton pump. Lysosomal degradation generates catabolites, which can be recycled to cytosol by secondary active transporters: lysosomal transporters.The dysfunction of lysosomal proteins leads to lysosomal storage disorders (LSDs), rare inherited metabolic diseases characterised by accumulation of material inside lysosomes. Depending on the mutated gene, symptoms of LSDs vary greatly, although about half of LSD patients display some kind of neurodegenerative symptoms. Studying the physiopathology of LSDs has led to a good understanding of the function of lysosomal enzymes, but the knowledge of lysosomal transporters remain poor, since only a few LSDs has been shown to be linked with a mutation in a lysosomal transporter gene.I focused on two proteins which dysfunction causes a special type of LSDs: CLN3 and CLN7. Mutations in CLN3 and CLN7 cause neuronal ceroid lipofuscinoses (NCLs), a special type of LSD which has mostly neurodegenerative symptoms and which is characterized by the accumulation of a specific pigment inside lysosomes: lipofuscin. There are fourteen NCL genes, but CLN3 and CLN7 are the two only proteins of the family which are resident proteins of the lysosomal membrane, suggesting they might be transporters.Amino acids were screened as possible substrates for CLN7, but none could be shown to be transported. For CLN3, the content in metabolites of lysosomes from Cln3-deficient mice and from WT mice were compared by mass spectrometry, revealing a specific decrease in the amount of catabolites of proteins in lysosomes from Cln3-deficient mice. This suggested a lack of lysosomal proteolysis, which was checked in neurons, in primary fibroblasts and in immortalized fibroblasts. These results suggested that CLN proteins could take part to a metabolic pathway important for lysosomal proteolysis and, more generally, for neuronal health. These results could help improve the understanding of the early steps of NCL physiopathology.To extend the number of candidates for lysosomal transporters, I took part to the validation step of an extensive proteomic study of the lysosomal membrane, which revealed forty-six new candidates for lysosomal transporters. I studied in more details TMEM104, SPINSTER, MFSD1, SLC37A2, TTYH3 and SNAT7. Proteins were overexpressed in HeLa cells to check for lysosomal localization. Then, their putative sorting motifs were mutated to misroute their expression to plasma membrane and to enable their functional study. No function could elucidate for the first five candidates.SNAT7 could not be misrouted to plasma membrane either, but, since it belonged to a family of transporters for glutamine, its function was studied by an indirect assay based on a lysosomal overload in amino acids and a direct transport measure on lysosome-enriched cellular fractions. Thus, SNAT7 was shown to be a lysosomal transporter selective for glutamine and asparagine.The function of SNAT7 is the nutrition of cancer cells was then studied. Many cancer cells use glutamine as their main source of carbon, nitrogen and energy. Because of insufficient blood supply, they use macropinocytosis to uptake extracellular proteins, which degradation in lysosomes generates glutamine. Then, glutamine is recycled to the cytosol. SNAT7 was shown to be critical in this process: in glutamine-dependent cancer cells, when SNAT7 expression is reduced, cells cannot obtain glutamine from extracellular proteins. Thus, blocking SNAT7 is a promising approach to target specifically the metabolism of cancer cells.

Concernant près de 7000 personnes en France, la mucoviscidose est une maladie génétique évolutive dont les atteintes sont multiples. Ces dernières décennies, l’amélioration de la prise en charge des malades a permis de faire évoluer leur durée de vie, et donc d’augmenter la part d’adultes dans la population touchée. Cela a naturellement amené à de nouvelles problématiques concernant la vie des malades, notamment en termes de procréation. A partir des données du Registre Français de la Mucoviscidose récoltées entre 1992 et 2011, ce travail avait d’une part pour objectif d’étudier la fécondité de cette population et de mieux cerner les caractéristiques des femmes atteintes de la maladie, et d’autre part d’identifier les interactions se jouant entre la mucoviscidose et la survenue d’une grossesse. Les résultats ont montré un certain décalage entre la fécondité de la population française générale et celle de la population malade, expliqué en partie par la jeunesse des patientes et leurs comportements conjugaux et scolaires. Une étude de leurs caractéristiques a permis de mettre en évidence l’évolution du nombre de femmes suivies chaque année et leur avancée en âge, mais également l’amélioration de leur état de santé et de l’offre de soin qui leur est proposée. Des analyses multi-variées ont permis par la suite de distinguer les caractéristiques les plus prédictives de la survenue d’une première grossesse : si certaines variables médicales apparaissent significatives, la plupart sont d’ordre sociodémographique. Enfin, ces analyses ont pu mettre en avant le fait que l’effet à court terme de la grossesse sur l’état de santé des patientes n’apparait pas de façon évidente, et lorsqu’il apparaît, reste modeste ; mais également que les modalités du déroulé de la grossesse peuvent avoir un impact sur la santé de la mère.Mots clés : Mucoviscidose, grossesse, fécondité, maladie génétique / Cystic fibrosis is a progressive genetic disease with multiple levels of harm that affects nearly 7000 people in France. Over the last decades, health care improvements has led to an increase in patients’ life expectancy and hence the proportion of adults in the affected population. This has naturally led to new issues relative to the life of patients, notably procreation. Data from the French Cystic Fibrosis Register recorded between 1992 and 2011 were used in this work, firstly to study the fertility of that population and to pinpoint the characteristics of female patients, secondly to identify any interaction between cystic fibrosis and the occurrence of pregnancy. Results showed a discrepancy between the fertility of general French population and that of the patients, which is partly explained when considering the young age of the patients and their conjugal and school behaviour. By studying their characteristics, an increase in both the age and the number of women being followed, as well as an improvement in their health and the treatments provided to them are observed. In the following multivariate analyses single out the most predictive characteristics of the occurrence of first pregnancy: while some medical variables appear to be significant, most of those are socio-demographic. Finally, those analyses showed that the short-term effect of pregnancy on the patients’ state of health does not appear to be evident and remains low when it occurs ; however specific modalities or events throughout the course of the pregnancy could have an impact on the mother’s health.

Le gène OCRL1, responsable du syndrome de Lowe de transmission récessive liée à l'X, code pour une PIP2 5-phosphatase associée à l'appareil de Golgi. 107 mutations du gène OCRL1 ont été identifiées chez 146 familles de syndrome de Lowe et 6 mutations ont été identifiées chez 23 patients atteints de maladie de Dent sans mutation du gène CLCN5. L'haplotypage de 18 familles a mis en évidence 3 cas de mosaïcisme germinal et somatique. L'activité PIP2 5-phosphatase fibroblastique des patients est très abaissée par rapport à des fibroblastes normaux. L'analyse par Western blot de la protéine OCRL1 montre une diminution variable de la quantité protéique et pas forcément corrélée à l'activité résiduelle de la protéine. L'analyse des transcrits d'OCRL1 montre qu'il existe une variabilité quantitative chez les patients mais également chez les témoins. Les premières études cliniques chez 55 patients atteints de syndrome de Lowe ne montrent pas de corrélation génotype-phénotype évidente.

ABCB4 est un transporteur ABC spécialisé dans la sécrétion de phosphatidylcholine au niveau de la membrane canaliculaire des hépatocytes. Des variations du gène ABCB4 sont responsables de la cholestase intrahépatique familiale progressive de type 3 (PFIC3), une maladie rare, létale, qui progresse en cirrhose et insuffisance hépatique avant l'âge adulte. Nous avons étudié l'effet de la mutation I541F décrite chez un patient. Contrairement à la forme sauvage d'ABCB4 localisée à la membrane des canalicules biliaires dans les cellules HepG2 et à la surface apicale dans les cellules MDCK transfectées, le mutant I541F n'est pas replié correctement et s'accumule dans le réticulum endoplasmique (RE). Après transfert à 27°C, le mutant est exprimé à la surface apicale sous forme mature et active. La modulation des chaperonnes cellulaires calnexine et Hsc/Hsp70 ne restaure pas le trafic intracellulaire du mutant. La cyclosporine A augmente la maturation et l'expression à la membrane plasmique d'ABCB4-I541F, ce qui ouvre des perspectives de développer de nouvelles thérapies pour le traitement de la PFIC3. La seconde partie du travail a eu pour objectif de déterminer le rôle du domaine cytoplasmique N-terminal d'ABCB4, qui n'a pas d'homologie avec d'autres transporteurs ABC. Des délétions progressives de ce domaine ont permis d'identifier une séquence de 11 acides aminés nécessaire à la sortie du RE. Des mutations ponctuelles (T34M et R47G) identifiées chez des patients n'affectent pas la maturation ni le trafic, mais diminuent fortement l'activité d'ABCB4. Ces résultats montrent que le domaine N-terminal est nécessaire à la fois pour le trafic et l'activité d'ABCB4

Le Syndrome d’Ehlers-Danlos vasculaire (SEDv) est une pathologie génétique rare à transmission autosomique dominante. Les patients sont prédisposés à la survenue de ruptures vasculaires, digestives et utérines induisant une létalité précoce. Cette pathologie est due à des mutations du gène COL3A1 (codant le collagène de type III), majoritairement de type faux-sens, agissant via un mécanisme dominant négatif. Plus rarement, de larges délétions ou des mutations non-sens induisent une haplo-insuffisance. In fine, les conséquences de ces mutations portent essentiellement sur la synthèse du collagène de type III, aboutissant à une fragilité artérielle importante. A ce jour, aucun traitement curatif n’est disponible. L’inactivation du gène Col3a1 chez la souris entraine une mortalité in utero et néonatale quasi-systématique en cas d’homozygotie, mais les souris Col3a1+/- sont exemptes de phénotype vasculaire évident. Afin d’obtenir un modèle de dissection artérielle liée à un défaut de collagène de type III, une perfusion chronique d’Angiotensine II (Ang II) à dose pressive a été utilisée. Nos résultats montrent que l’haplo-insuffisance en collagène de type III confère une sensibilité artérielle majeure à l’Ang II. Cette fragilité est caractérisée par le développement de dissections/ruptures de l’aorte ascendante et induit des décès prématurés de ces animaux. Ce phénotype est lié non seulement à l’élévation de pression artérielle mais aussi à l’activation des voies de signalisation de l’Ang II. Enfin, nous montrons qu’un traitement associant un bêtabloquant (propranolol) et un vasodilatateur artériel (hydralazine) permet de réduire la mortalité induite par l’Ang II. Ces résultats suggèrent l’intérêt de l’ajout d’un traitement préventif par inhibiteur de l’Ang II au traitement bêtabloquant (Celiprolol) recommandé dans la pathologie humaine.Parallèlement, nous avons généré un modèle murin knock-in génétiquement plus proche des patients SEDv, par l’introduction d’une mutation ponctuelle faux-sens (Gly183Ser) observée chez un patient. L’analyse préliminaire de ce modèle montre que les souris Col3a1+/G183S décèdent spontanément, dès 4 semaines, de ruptures/dissections de l’aorte ascendante. Cependant, ces souris ne présentent de modification ni de leurs paramètres hémodynamiques, ni de leurs diamètres aortiques. En revanche, environ 20 % des souris Col3a1+/G183S présentent des plaies au niveau du dos et des pattes. Ce nouveau modèle de souris est actuellement le seul à récapituler aussi fidèlement le phénotype des patients SEDv. Il devrait donc permettre de tester différentes approches thérapeutiques. / Vascular Ehlers-Danlos (vEDS) syndrome is a rare, inherited, autosomal dominant disease that results from mutations in the COL3A1 gene, encoding type III collagen. Patients are mostly affected by missense mutations probably acting through a dominant negative mechanism. A few patients present large deletions or nonsense mutations leading to a haploinsufficient mechanism. These mutations are supposed to lead to a defect in the synthesis and secretion of collagen type III, resulting in arterial wall fragility. Consequently, vEDS is mostly characterized by ruptures/dissections in arteries at a young age, which ultimately lead to premature death. While there is currently no surgical or therapeutic treatments available, a recent study reported the beneficial effect of the beta-blocker celiprolol, which prevents vascular complications in patients.To investigate the vascular phenotype of vEDS, a mouse model of this disease has been generated by the complete and ubiquitous inactivation of the COL3A1 gene. Col3a1-/- mice exhibit severe perinatal mortality and die prematurely from spontaneous vascular rupture. However, Col3a1+/- mice are viable and exhibit no obvious vascular phenotype. To determine the susceptibility of Col3a1+/- mice to develop vascular rupture/dissection, an experimental model of aneurysm induction was used, through the chronic infusion of Angiotensin II (Ang II). Our results showed that Ang II infusion led to severe premature mortality in Col3a1+/- compared to wild type. This fragility was characterized by the development of rupture/dissection in the ascending aorta. These lesions could be caused by the elevation of blood pressure and/or the activation of Ang II signaling pathways. We showed that treatment with a beta-blocker (propranolol) and an arterial vasodilator (hydralazine) reduced the mortality induced by Ang II in Col3a1+/- mice. These results suggest the beneficial effect of adding a preventive treatment inhibitor of Ang II to the beta-blocker treatment recommended in human pathology.Meanwhile, given that a majority of human vEDS cases is caused by missense mutations in the COL3A1 gene, we established a knock-in mouse model bearing a point mutation (Gly183Ser) found in vEDS patients. The preliminary characterization of this model showed that Col3a1+/G183S mice die spontaneously as early as 4 weeks of age from a dissection or rupture of the ascending aorta. However, these mice do not showed any changes of their hemodynamic parameters or aortic diameter. Furthermore, about 20 % of mouse Col3a1+/G183S display wounds in the back and legs. This new mouse model is currently the only that mimic more closely the human disease and could therefore be used to test different therapeutic strategies.

Ce travail de recherche vise à évaluer les enjeux éthiques posés par le recours au diagnostic anténatal dans le cadre des maladies génétiques à révélation tardive.Notre première étude a été d’analyser les décisions prises en réunions de Centres Pluridisciplinaires de Diagnostic Prénatal (CPDPN) et, à travers des situations réelles et singulières, relever les éléments de discussion et plus particulièrement ceux pouvant influencer la décision. Nous avons, ensuite réalisé deux enquêtes par questionnaires qui ont permis: 1) D’explorer le point de vue des personnes directement concernées par une telle pathologie (porteurs du gène responsable - malades ou asymptomatiques -, conjoints et/ou parents d’une personne porteuse du gène) ; 2) D’étudier la position des professionnels de la parentalité, travaillant en lien avec un CPDPN, et qui sont décideurs de la recevabilité ou non d’une demande de diagnostic anténatal dans ce contexte.Ce travail a ainsi contribué à faire émerger des questionnements pertinents sur le plan éthique et une réflexion sur de possibles évolutions législatives et sociétales dans ce domaine. / This research carries out with the aim of evaluating the ethical challenges faced by the use of antenatal diagnosis in late-onset genetic diseases.In a first study, we analysed the decisions of Multidisciplinary Centres for Prenatal Diagnosis (MCPD) and, through real and specific situations, we identified the elements for discussion and more particularly the ones that could influence the decision-making process. Then, we conducted two questionnaire surveys that allowed to: 1) Explore the viewpoints of people directly affected by this type of pathology (responsible gene carriers - ill or asymptomatic individuals -, partners and/or parents of gene carriers); 2) Examinate the opinions of professionals, working in association with a CPDPN and who are decision-makers of the acceptability or not for an antenatal diagnosis request in this context.This work has therefore brought out questions on ethics, and views on the potential legal and social developments in this area.

La neuropathie sensitive et motrice héréditaire avec agénésie du corps calleux (NSMH/ACC) se traduit par une atteinte neurodégénérative sévère associée à des anomalies développementales dans le système nerveux central et du retard mental. Bien que rare dans le monde, ce désordre autosomique récessif est particulièrement fréquent dans la population Québécoise du Canada Français du fait d’un effet fondateur. L’unique étude réalisée sur la mutation québécoise du gène qui code pour le co-transporteur de potassiumchlore 3 (KCC3) a montré qu’il y a une perte de fonction de la protéine. Cependant, la maladie est également retrouvée hors du Québec et il reste encore à élucider les pathomécanismes mis en jeu. Nous avons donc séquencé les 26 exons du gène KCC3 chez des individus recrutés dans le monde entier et suspectés d’être atteints de la maladie. Nous avons ainsi identifié trois nouvelles mutations. L’étude fonctionnelle de ces mutations nous a confirmé la perte de fonction systématique des co-transporteurs mutés. Puisque l’inactivation de KCC3 se produit majoritairement via l’élimination de segments peptidiques en C-terminus, nous avons concentré notre attention sur l’identification des interactions qui s’y produisent. À l’aide d’approches double hybride, pull-down et immunomarquage, nous avons déterminé que KCC3 interagit avec la créatine kinase CK-B et que cette interaction est perturbée par les mutations tronquantes. De plus, l’utilisation d’un inhibiteur de créatine kinase inactive KCC3, ce qui démontre qu’il existe bien un lien fonctionnel et pathologique entre KCC3 et ses partenaires C-terminaux. Nous avons aussi identifié des anomalies majeures de localisation membranaire des KCC3 mutés. Que KCC3 soit tronqué ou pleine longueur, sa distribution subcellulaire est affectée dans des cellules en culture, dans les ovocytes de Xenopes et dans des échantillons de cerveau de patients. La perte d’interaction entre KCC3 et CK-B et/ou les défauts de transit intracellulaire de KCC3 sont donc les mécanismes pathologiques majeurs de la NSMH/ACC. / Heredirary motor and sensory neuropathy with agenesis of the corpus callosum (HMSN/ACC) is a severe neurodegenerative disease associated with developmental anomalies in the central nervous system and mental retardation. Although rare worldwide, this autosomal-recessive disorder is frequent in the French-Canadian population of Quebec because of a founder effect. Different mutations in the gene coding for the potassiumchloride co-transporter 3 (KCC3) have been associated with the disease; however, little is known about the mechanisms leading to the inactivation of the co-transporter. We sequenced 26 exons of the KCC3 gene in individuals recruited worldwide and suspected to be affected by the disease. We identified three new mutations. The functional study of these mutations gave confirmation of a systematic loss-of-function of the mutant co-transporters. As the loss of function occurs mainly via the elimination of C-terminal peptide fragments, we focused on the identification of C-terminal interacting partners. Using different biochemical approaches, such as yeast two-hydbrid, pull-down, and immunostaining, we established that KCC3 interacts with the brain-type creatine kinase CK-B and that this interaction is disrupted by the HMSN/ACC truncation mutations. In addition, a specific creatine kinase inhibitor inactivates KCC3 and shows for the first time the functional link between KCC3 and its C-terminal partners. In addition, we found that anomalies in KCC3 transit—as seen in cultured cells, in Xenopus oocytes, and in human brain samples—is a major pathogenic mechanism that also leads to the disease manifestations.

La neuropathie sensitive et motrice héréditaire avec agénésie du corps calleux (NSMH/ACC) se traduit par une atteinte neurodégénérative sévère associée à des anomalies développementales dans le système nerveux central et du retard mental. Bien que rare dans le monde, ce désordre autosomique récessif est particulièrement fréquent dans la population Québécoise du Canada Français du fait d’un effet fondateur. L’unique étude réalisée sur la mutation québécoise du gène qui code pour le co-transporteur de potassiumchlore 3 (KCC3) a montré qu’il y a une perte de fonction de la protéine. Cependant, la maladie est également retrouvée hors du Québec et il reste encore à élucider les pathomécanismes mis en jeu. Nous avons donc séquencé les 26 exons du gène KCC3 chez des individus recrutés dans le monde entier et suspectés d’être atteints de la maladie. Nous avons ainsi identifié trois nouvelles mutations. L’étude fonctionnelle de ces mutations nous a confirmé la perte de fonction systématique des co-transporteurs mutés. Puisque l’inactivation de KCC3 se produit majoritairement via l’élimination de segments peptidiques en C-terminus, nous avons concentré notre attention sur l’identification des interactions qui s’y produisent. À l’aide d’approches double hybride, pull-down et immunomarquage, nous avons déterminé que KCC3 interagit avec la créatine kinase CK-B et que cette interaction est perturbée par les mutations tronquantes. De plus, l’utilisation d’un inhibiteur de créatine kinase inactive KCC3, ce qui démontre qu’il existe bien un lien fonctionnel et pathologique entre KCC3 et ses partenaires C-terminaux. Nous avons aussi identifié des anomalies majeures de localisation membranaire des KCC3 mutés. Que KCC3 soit tronqué ou pleine longueur, sa distribution subcellulaire est affectée dans des cellules en culture, dans les ovocytes de Xenopes et dans des échantillons de cerveau de patients. La perte d’interaction entre KCC3 et CK-B et/ou les défauts de transit intracellulaire de KCC3 sont donc les mécanismes pathologiques majeurs de la NSMH/ACC. / Heredirary motor and sensory neuropathy with agenesis of the corpus callosum (HMSN/ACC) is a severe neurodegenerative disease associated with developmental anomalies in the central nervous system and mental retardation. Although rare worldwide, this autosomal-recessive disorder is frequent in the French-Canadian population of Quebec because of a founder effect. Different mutations in the gene coding for the potassiumchloride co-transporter 3 (KCC3) have been associated with the disease; however, little is known about the mechanisms leading to the inactivation of the co-transporter. We sequenced 26 exons of the KCC3 gene in individuals recruited worldwide and suspected to be affected by the disease. We identified three new mutations. The functional study of these mutations gave confirmation of a systematic loss-of-function of the mutant co-transporters. As the loss of function occurs mainly via the elimination of C-terminal peptide fragments, we focused on the identification of C-terminal interacting partners. Using different biochemical approaches, such as yeast two-hydbrid, pull-down, and immunostaining, we established that KCC3 interacts with the brain-type creatine kinase CK-B and that this interaction is disrupted by the HMSN/ACC truncation mutations. In addition, a specific creatine kinase inhibitor inactivates KCC3 and shows for the first time the functional link between KCC3 and its C-terminal partners. In addition, we found that anomalies in KCC3 transit—as seen in cultured cells, in Xenopus oocytes, and in human brain samples—is a major pathogenic mechanism that also leads to the disease manifestations.

Alors qu’il n’existe pas de définition consensuelle du concept de maladie génétique, ce concept s’est progressivement élargi pour désigner des maladies communes, non héréditaires, non mendéliennes et polygéniques, aboutissant à une généticisation des maladies. Pour résoudre ce paradoxe de la génétique médicale contemporaine, les philosophes réfutent généralement cette généticisation comme une extension génocentriste abusive du concept de maladie génétique et cherchent à redéfinir un concept plus strict de maladie génétique. Nous montrons que cette stratégie échoue et proposons au contraire d’abandonner le concept de maladie génétique et de supposer que la généticisation révèle l’élaboration d’une explication du rôle commun des gènes dans toutes les maladies, que nous appelons une « théorie génétique de la maladie ». Nous définissons les conditions de possibilité et les critères nécessaires d’une théorie génétique a minima et aboutissons à un spectre des théories génétiques possibles. Nous proposons alors de tester si la généticisation des maladies révèle plutôt une théorie génétique des maladies, c’est-à-dire un ensemble de théories génétiques spécifiques à chaque classe de maladie, ou une théorie génétique de la maladie, reposant sur une définition générale de la maladie qui unifie le rôle commun des gènes dans toutes les maladies. Pour ce faire, nous analysons deux exemples de théories génétiques contemporaines : la théorie génétique des maladies infectieuses et la théorie génétique de la médecine des réseaux. Nous concluons à la coexistence nécessaire de plusieurs formes de théories génétiques dans la littérature biomédicale contemporaine. / While there is no consensual definition of the concept of genetic disease, this concept has gradually extended to designate common, non-hereditary, non-Mendelian, polygenic diseases, leading to the geneticization of diseases. In order to solve this paradox of the contemporary medical genetics, philosophers usually discard geneticization as an inappropriate genocentrist extension of the concept of genetic disease and attempt to define a stricter concept of genetic disease. We demonstrate the failure of this strategy and argue on the contrary that we should give up the concept of genetic disease and understand geneticization as the elaboration of an explanation of the common role of genes in diseases, what we call “a genetic theory of disease”. We define the conditions of possibility and the necessary criteria for a genetic theory a minima and end up with describing the spectrum of potential genetic theories. We then suggest to test whether geneticization of diseases reveals rather a genetic theory of diseases, that is, a set of genetic theories specific to each class of disease, or a genetic theory of disease, that is, a general definition of disease unifying the common role of genes in disease explanations. In order to do so, we analyse two examples of contemporary genetic theories: the genetic theory of infectious diseases and the genetic theory of network medicine. We conclude that several forms of genetic theories coexist in the contemporary biomedical literature and that this coexistence is necessary.