NeuroPSI – Université Paris-Saclay

Caractérisation des Effets Neuroprotecteurs de la Signalisation GSK3 dans la Rétine

Résumé
Les maladies dégénératives de la rétine représentent un défi majeur en ophtalmologie du fait de leur hétérogénéité clinique et génétique. Le développement de thérapies efficaces pour empêcher la perte de cellules rétiniennes dans ces maladies nécessite une compréhension approfondie des mécanismes moléculaires sous-jacents. Dans cette étude, nous avons exploré le potentiel de l’inhibition de la Glycogène Synthase Kinase 3 (GSK3) en tant que stratégie neuroprotectrice pour les maladies dégénératives de la rétine. Notre objectif était d’identifier de nouveaux candidats thérapeutiques, cibles de GSK3, pour préserver les photorécepteurs.
En utilisant un modèle murin, nous avons conditionnellement délété Gsk3α ou Gsk3β grâce à l’expression de la Pax6α-Cre recombinase spécifiquement dans toutes les cellules de la rétine. Afin de tester l’effet sur la survie des photorécepteurs, deux modèles de dégénérescence ont été utilisés : ex vivo dans des cultures d’explants rétiniens et in vivo sous l’action du N-méthyl-N-nitrosourée (MNU). Nous avons démontré qu’une inhibition génétique de GSK3 avait un effet neuroprotecteur sur les photorécepteurs en condition de dégénérescence. Une analyse transcriptomique (RNA-seq) sur des rétines portant un seul allèle de Gsk3α en conditions de dégénérescence ont conduit à l’identification de 350 gènes différentiellement exprimés. De manière intéressante, plusieurs facteurs ayant des propriétés neuroprotectrices, tels que le Fgf2, Gdnf, Pgf, Spp1 et Vgf, ont été identifiés et représentent donc des candidats potentiels pour expliquer les effets neuroprotecteurs de la perte partielle de GSK3.

Des analyses complémentaires de protéomiques (LC-MS/MS) ont permis de mettre en évidence 121 protéines dérégulées en conditions dégénératives. Nous avons identifié une nouvelle cible directe potentielle de GSK3, l’Extracellular Signal-Regulated Kinase 3 (ERK3). Cette kinase est surexprimée dans notre modèle d’inhibition génétique de GSK3, et possède des sites putatifs de phosphorylation par GSK3. D’autre part, les souris ERK3 kinase-dead, exprimant une ERK3 non fonctionnelle, présentent une mort accrue des photorécepteurs suite à l’injection de MNU, suggérant l’implication d’ERK3 dans la neuroprotection.
En conclusion, notre étude non seulement a mis en lumière les effets neuroprotecteurs de l’inhibition de GSK3 mais a permis également d’identifier de nouveaux facteurs régulés par la signalisation GSK3, et impliquées dans la neuroprotection. Ces facteurs représentent donc de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour préserver la vision chez les patients atteints de dégénérescence rétinienne.

Composition du Jury

• • Pr. Christelle MONVILLE, Présidente (ISTEM, Evry)
  • Dr. Deniz DALKARA, rapportrice & examinatrice (Directrice de recherche, Institut de la Vision, Paris)
  • Pr. François PAQUET-DURAND, rapporteur & examinateur (Institute for Ophthalmic Research, Tübingen)
  • Dr. Célio POUPONNOT, examinateur (Directeur de recherche CNRS, Institut Curie, Orsay)
  • Dr. Raphaël RODUIT, examinateur (Directeur de recherche, Hôpital Ophtalmique Jules Gonin, Lausanne)

et

• Dr. Muriel PERRON & Dr. Jérôme ROGER (Institut NeuroPSI, Saclay)