Résumé
L'α-synucléine est une protéine qui joue un rôle majeur dans la pathogenèse de la maladie de Parkinson (MP). Il a été démontré qu'une expression élevée de l'α-synucléine augmente le risque de développer la MP. Cependant, la régulation transcriptionnelle de son gène, SNCA, est encore mal comprise. Dans une étude précédente, mon groupe a décrit une voie qui régule la transcription de SNCA via le facteur de transcription ZSCAN21. Dans cette voie, TRIM41, une ubiquitine-ligase E3 médie la dégradation de ZSCAN21 alors que TRIM17 stabilise ZSCAN21 en inhibant l’activité de TRIM41, entraînant ainsi une augmentation de l’expression de l’α-synucléine. De plus, l’étude de deux variations observées chez des patients atteints de formes familiales de la MP, a montré que la surexpression de ces variants entraînait une diminution de l’interaction de TRIM41 avec ZSCAN21 et une augmentation de l’apoptose dans les cellules SH-SY5Y transfectées. L’ensemble de ces résultats suggèrent qu’une dérégulation de la voie TRIM17/TRIM41/ZSCAN21 pourrait être responsable de l’augmentation anormale de l’α-synucléine observée dans la MP. Mon travail de thèse a consisté dans un premier temps, à trouver un modèle cellulaire de la MP nous permettant de valider cette hypothèse. Nous avons pour cela choisi de travailler avec les cellules LUHMES cultivées en 3D et traitées avec la neurotoxine MPP+. En effet, ces cellules peuvent se différencier de façon homogène en neurones dopaminergiques lesquels sont principalement atteints dans la MP. De plus, il est établi que le traitement au MPP+ de ces neurones entraîne une augmentation de l’α-synucléine. Nous avons ensuite observé que le MPP+ entraîne également une augmentation de l’expression de TRIM17 et une stabilisation de la protéine ZSCAN21. Dans un deuxième temps, j’ai pu montrer que l’inhibition de l’expression de TRIM17 ou de ZSCAN21 empêche l’augmentation de l’expression de l’α-synucléine et la mort neuronale induites par le MPP+. Ceci suggère que TRIM17 et ZSCAN21 sont nécessaires à l'induction de l'α-synucléine médiée par le MPP+. L’ensemble de ces résultats indique que la voie TRIM17/TRIM41/ZSCAN21 est responsable de l’augmentation anormale de l’α-synucléine observée en présence de MPP+. De plus, de façon inattendue, ces résultats ont révélé l’existence d’une boucle d’amplification de la voie, dans laquelle ZSCAN21 régule l’expression du gène TRIM17. En outre, les variations génétiques de TRIM41 observées chez les patients atteints de formes familiales de la MP au cours de la précédente étude de mon laboratoire ont pu être introduites directement dans le génome des cellules LUHMES par CRISPR/Cas9. J’ai donc pu analyser leur impact durant mon travail de thèse. Mes travaux ont montré que des variations de TRIM41 entraînent une perte d’interaction avec ZSCAN21, une stabilisation de ZSCAN21 et pour un clone, une augmentation de l’expression de l’α-synucléine probablement due à la stabilisation de ZSCAN21. En parallèle, dans mon laboratoire les domaines impliqués dans les interactions entre TRIM17, TRIM41 et ZSCAN21 ont été étudiés à l'aide de la technique du peptide array. Cette étude a permis d’identifier des peptides pouvant interférer avec la voie TRIM17/TRIM41/ZSCAN21. Durant mon travail de thèse, j’ai testé la capacité de plusieurs de ces peptides à inhiber certaines interactions mises en jeu dans cette voie et mes résultats suggèrent qu’il est possible de diminuer ces interactions à l’aide de peptides. Par conséquent, mon travail de thèse a permis de montrer qu’il est possible que la voie TRIM17/TRIM41/ZSCAN21 soit impliquée dans la pathogénèse de formes sporadiques de la MP induites par des neurotoxines telles que le MPP+, molécule proche du paraquat utilisé en agriculture. En outre, des variations génétiques de cette voie induisent la stabilisation de ZSCAN21 ce qui suggère que la voie TRIM17/TRIM41/ZSCAN21 pourrait également jouer un rôle dans la pathogénèse de formes familiales de la MP.