• Langue : Français
• Discipline : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Identifiant : 2023ULILS058
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 18/12/2023

Résumé en langue originale

La maladie d'Alzheimer (MA) représente la principale cause de démence, et la perte des synapses est perçue comme l'un des éléments centraux dans la physiopathologie de cette maladie. Bien que le premier facteur de risque soit l'âge, la MA présente également une importante composante génétique, et les études d'association pangénomique (GWAS) ont permis de mettre en évidence 76 loci regroupant plusieurs centaines de gènes associés au risque de développer la maladie. Des analyses fonctionnelles post-GWAS sont désormais nécessaires pour préciser la fonction de ces gènes et identifier les mécanismes moléculaires expliquant leurs rôles dans la pathologie.Dans ce contexte, mes travaux ont consisté à mettre en place différentes approches in vitro permettant l'identification et la caractérisation des gènes et des variants impliqués dans la perte synaptique associée à la MA.En développant une nouvelle approche de criblage à haut-contenu, j'ai tout d'abord évalué l'effet de la sous-expression de chacun des facteurs de risque génétiques de la MA sur les synapses de neurones hippocampiques primaires. J'ai ainsi identifié plusieurs gènes impliqués dans la perte synaptique. De manière surprenante, l'un des gènes dont la sous-expression affectait le plus fortement la densité de synapses était le gène PLCG2, dont la fonction neuronale était jusqu'ici inconnue. Dans un second temps, j'ai donc cherché à caractériser de manière plus précise l'impact de l'inhibition de PLCG2 en mesurant l'activité électrique neuronale et les phénotypes classiquement associés à la MA, dans un modèle de neurones humains dérivés de cellules souches pluripotentes induites. Enfin, je me suis intéressée à un autre facteur de risque génétique impliqué dans la fonction synaptique, le gène FERMT2. Afin d'étudier le rôle fonctionnel du variant rs7143400 localisé dans la région 3' non traduite de ce gène, j'ai généré une lignée cellulaire porteuse du variant d'intérêt par CRISPR/Cas9, et évalué son impact sur la régulation de l'expression du gène, et sur le métabolisme du précurseur des peptides amyloïdes.Dans l'ensemble, ces travaux permettent de mieux comprendre comment certains déterminants génétiques influencent le développement de la MA, aidant ainsi à l'identification des mécanismes moléculaires précocement impliqués dans la survenue de cette pathologie.

Résumé traduit

Alzheimer's disease (AD) is the prime cause of dementia, and synaptic loss is central to its pathophysiology. Although the most important risk factor is age, AD also has a significant genetic component, and genome-wide association studies (GWAS) have identified 76 loci encompassing hundreds of genes associated with the risk of developing the disease. Post-GWAS functional analyses are now needed to clarify the function of these genes and to identify underlying molecular mechanisms.In this context, I have developed different in vitro approaches to identify and characterize genes and variants involved in the AD-associated synaptic loss.First, I have developed a high content screening to assess the impact of each GWAS-identified AD genetic risk factor on synapse number in rat primary hippocampal neurons. I have identified several genes whose under-expression led to a significant modulation of synaptic density. Surprisingly, one of the best hits was PLCG2, whose neuronal function was unknown so far. Second, I have characterized the impact of PLCG2 gene silencing on neuronal electrical activity and AD-associated phenotypes in a model of induced pluripotent stem cells-derived neurons. Last, my work has focused on another AD genetic risk factor involved in synaptic function, the FERMT2 gene. In order to assess the functional role of the rs7143400 variant, located within FERMT2 gene 3'UTR, I have generated a cell line carrying this variant through CRISPR-Cas9 editing. This model has been used to evaluate the impact of the FERMT2 rs7143400 variant on gene expression and amyloid peptide precursor metabolism.Overall, this work helped to better understand how the PLCG2 and FERMT2 genetic risk factors influence the development of AD, giving further insights into the mechanisms involved the disease onset.