Soutenance de thèse de Mira HAMZE

Cette thèse explore le rôle de KCC2 dans la séquence GABAergique au cours du développement et son implication dans les troubles neurodéveloppementaux (TND). Deux questions clés sont abordées : (1) Comment KCC2 est-il régulé au cours du développement, et (2) Quels changements dans les propriétés de KCC2 contribuent à la pathologie ? Pour répondre à ces questions, nous avons utilisé une combinaison d'approches de biologie moléculaire et cellulaire, d'électrophysiologie et d'imagerie sur des cultures primaires de neurones hippocampiques de rats et de lignées cellulaires hétérologues, ainsi que des étapes comportementales du développement des rats nouveaux-nés. Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) se présente sous deux formes : le ProBDNF et le BDNF mature (mBDNF) et module la fonction de KCC2 dans des conditions physiologiques. Nous avons démontré que le ProBDNF et le mBDNF ont des effets opposés sur la maturation neuronale et le comportement. Chez les mammifères, KCC2 est codé par le gène SLC12A5. Nous rapportons ici le cas de deux familles présentant des variantes sur ce gène avec des profils cliniques similaires. Tous les patients présentent deux variants faux-sens sur le gène et chaque variant a été hérité d'un parent sain. Nos résultats nous permettent de suggérer qu'une voie indépendante du transport d'ions est un contributeur majeur à l’apparition des TND. Ces résultats améliorent notre compréhension du développement neurologique et des troubles liés au dysfonctionnement GABAergique. Mots-clés: KCC2, homéostasie du chlorure, BDNF, développement, troubles neurodéveloppementaux.

This thesis explores the role of potassium-chloride cotransporter (KCC2) encoded in mammals by SLC12A5 gene, in GABAergic sequence during development and its relevance to neurodevelopmental disorders (NDD). Two key questions are addressed: (1) How is KCC2 regulated during development, and (2) What changes in KCC2 properties contribute to pathology? To answer these questions, we used a combination of molecular, cellular biology, electrophysiology and imaging approaches in the primary culture of rat hippocampal neurons and heterologous cell lines and developmental milestones of rat pups. A key signaling pathway involved in control of KCC2 synthesis and its post-translational regulation both in physiology and pathology is the Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) produced in 2 forms ProBDNF and mature BDNF (mBDNF). We demonstrated that ProBDNF and mBDNF have opposing effects on neuronal maturation and behavior. We also report the case of two families including children with severe encephalopathy that is associated with heterozygous composite variants in SLC12A5 gene. The in-vitro investigation of the properties of KCC2 variants found in patients let us suggest an ion-transport independent pathway as a major contributor to NDD. Together, these findings provide novel insights on the regulatory pathways controlling KCC2-dependnt ion homeostasis and its critical role in pathology formation. Keywords: KCC2, chloride Homeostasis, BDNF, development, neurodevelopmental disorders.