Ciblage des ARNt pour une suppression traductionnelle spécifique de mutations non-sens dans le gène CFTR

Porteur du projet : Olivier NAMY

Contexte :
Comment réparer un gène dont l’expression a été interrompue prématurément par une mutation stop ? Ce codon stop va interrompre prématurément la synthèse de la protéine, la rendant ainsi non fonctionnelle. Les patients possédant ce genre de mutation sont malheureusement́ ceux souffrant des symptômes les plus forts, puisqu’il n’y a pas de protéine CFTR fabriquée. Notre équipe a démontré qu'il était possible de restaurer la synthèse d'une protéine complète en utilisant des molécules qui vont empêcher l'arrêt de la synthèse à ce codon stop prématuré (on parle de translecture). Cependant cette approche est encore loin d’être parfaite car nous ne maitrisons pas l’acide aminé qui va être inséré au niveau de la mutation. L’objectif de notre projet est de diriger l’incorporation de l’acide aminé présent dans la protéine CFTR sauvage afin d’obtenir une protéine pleinement fonctionnelle et d’offrir aux patients atteint par ces mutations stop, une solution thérapeutique vraiment efficace.

Objectifs :
L’objectif de ce projet est donc de combiner deux approches, la première déjà bien connue qui est l’utilisation de molécules inductrices de translecture, et la seconde l’utilisation d’ARN thérapeutique pour cibler spécifiquement l’incorporation de l’acide aminé présent dans la protéine sauvage. Cette bi-thérapie permettra ainsi d’obtenir une protéine pleinement fonctionnelle en corrigeant au niveau traductionnelle la mutation apparue dans le gène CFTR.

Perspectives :
Les travaux prévus pour cette nouvelle année concernent les deux axes commencés. Nous allons continuer à la fois d’améliorer les deux ARNt d’intérêt (Glycine et Serine), en continuant nos approches de mutagenèse ciblées. Chaque nouvel ARNt sera testé pour sa capacité à stimuler la translecture et sa capacité à incorporer l’acide aminé désiré. Notre objectif est d’arriver à obtenir une efficacité de translecture qui serait compatible avec une amélioration clinique (environ 10%) afin de pouvoir démarrer les tests fonctionnels en présence de ces ARNt.

Maintenant que nous avons identifié les régions importantes pour l’efficacité de translecture, nous allons chercher à comprendre le mécanisme moléculaire sous-jacent. Pour cela nous allons systématiquement identifier les acides aminés incorporés pour chaque nouvelle combinaison. Nous espérons ainsi pouvoir établir des règles de fonctionnement et une meilleur compréhension du rôle du contexte nucléotidique sur l’efficacité de translecture et la sélection des ARNt.

Résultats obtenus :
Nous avons déjà montré (demande initiale) qu’il était possible de modifier l’ARNt glycine pour lui permettre de s’incorporer au niveau du codon stop prématuré présent dans la mutation G542X. Nous sommes en train de procéder à la même approche sur l’ARNt Serine et la mutation S1196X. Pour l’instant les résultats obtenus montrent que nous n’avons pas encore trouvé les déterminants qui permettraient à cet ARNt de s’incorporer efficacement. En parallèle nous avons commencé l’étude du rôle du contexte nucléotide entourant ces deux codons stop prématurés. Cela nous a permis de mettre en évidence les séquences importantes pour l’efficacité de translecture. En plus de nous permettre de progresser dans la compréhension du mécanisme de translecture, ceci nous permettra aussi de rationaliser le choix des mutations dans les traitements futurs en choisissant les contextes les plus favorables.