Identification et caractérisation de déterminants génétiques de la perte synaptique associée à la maladie d'Alzheimer

Abstract

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.