Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Génétique

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

trouble du neurodéveloppement (TND),Déficience intellectuelle (DI),encéphalopathie développementale et épileptique,KCNQ2,Recherche préclinique,ARN interférent (siRNA; shRNA),

Keywords

Neurodevelopmental disorder (NDD),Intellectual disability,developmental and epileptic encephalopahy,KCNQ2,Preclinical research,RNA interference (shRNA;,

Titre de thèse

Maladies rares du neurodéveloppement : contribution à la description de nouveaux variants pathogènes et au développement d’une thérapie à ARN, pour le variant p.(Thr274Met) du gène KCNQ2
Rare neurodevelopmental diseases : contribution to the description of novel pathogenic variants and the development of an RNA therapy for the p.(Thr274Met) variant of the KCNQ2 gene

Date

Friday 14 June 2024 à 14:00

Adresse

Faculté des sciences médicales et paramédicales Aix-Marseille Université Campus La Timone, bâtiment Cerimed 27 bd Jean Moulin - 13005 Marseille Cerimed

Jury

Directeur de these M. Laurent VILLARD Aix Marseille Université
Rapporteur Mme Sarah WECKHUYSEN Université d’Anvers
Rapporteur M. Vincent CANTAGREL Université Paris Cité, Paris
Président M. Mathieu MILH Aix-Marseille Université

Résumé de la thèse

Les troubles du neurodéveloppement (TND) sont des pathologies de l’enfant qui affectent le système nerveux et ont un retentissement important sur son développement normal. Cette définition inclut un éventail large de maladies rares d’origine génétique dont la déficience intellectuelle (DI) et l’encéphalopathie développementale et épileptique (DEE). La grande majorité des patients n’ont pas de diagnostic étiologique ni de traitement curatif. Quand le gène est connu, la prise en charge diagnostique et thérapeutique est souvent compliquée par une grande hétérogénéité clinique et moléculaire. La première partie de mon projet contribue à la description de nouveaux variants pathogènes responsables de TND. L’identification du variant faux-sens homozygote p.(Val606Gly) dans le gène PCDHGC4 chez 3 enfants d’une même fratrie atteints d’une DI sévère et la participation à une collaboration internationale ont permis la première description d’une pathologie humaine liée au cluster des gènes PCDHG. L’identification du variant non-sens homozygote p.(Gln123Ter) dans le gène TRAPPC2L chez 2 enfants d’une même fratrie atteints d’une DI syndromique sévère a confirmé la relation gène- pathologie et précisé le phénotype associé. La deuxième partie de mon projet est dédiée au développement d’une thérapie à ARN pour le variant faux-sens hétérozygote p.(Thr274Met) du gène KCNQ2 qui est responsable d’une forme sévère et précoce de DEE. Plusieurs molécules ont été testées (siARN, shRNA et ASO) dans la lignée cellulaire CHO et des progéniteurs neuronaux dérivés d’iPSC de patients. Une molécule candidate a pu être sélectionnée et testée dans le modèle souris knock-in Kcnq2 p.(Thr274Met) mis au point par l’équipe. Les résultats de ce travail contribuent à augmenter les connaissances médicales et scientifiques pour améliorer la prise en charge des patients atteints de TND.

Thesis resume

Neurodevelopmental disorders (NDD) are pathologies in children that affect the nervous system and have a significant impact on the normal development. This definition includes a wide range of rare genetic diseases, including intellectual disability (ID) and developmental and epileptic encephalopathy (DEE). Most patients don’t have etiological diagnosis nor curative treatment. When the gene is known, diagnostic and therapeutic management is often complicated by high clinical and molecular heterogeneity. The first part of my work contributes to the description of novel pathogenic variants causing NDD. The identification of the homozygous missense variant p.(Val606Gly) in the PCDHGC4 gene in 3 siblings with severe intellectual disability, and involvement in an international collaboration, allowed the first description of a human pathology linked to the cluster of PCDHG genes. The identification of the homozygous nonsense variant p.(Gln123Ter) in the TRAPPC2L gene in 2 siblings with severe syndromic intellectual disability confirmed the gene-pathology relationship and better define the associated phenotype. The second part of my work is dedicated to the development of a RNA-based therapy for the heterozygous p.(Thr274Met) missense variant of the KCNQ2 gene, which is responsible for a severe and early-onset developmental and epileptic encephalopathy. Several molecules were tested (small interfering RNA, small hairpin RNA and antisense oligonucleotides) in the CHO cell line and in patient’s neural progenitors derived from induced pluripotent stem cells (iPSC). One candidate was selected and tested in the Kcnq2 p.(Thr274Met) knock-in mouse model developed by the team. The results of this work increase medical and scientific knowledge to improve the management of patients with neurodevelopmental disorders.