Thèse préparée sous la direction de Jérôme Delon et Isabelle Meyts, équipe Dynamique des réponses immunes dépendantes du cytosquelette

Résumé

Les syndromes autoinflammatoires (SAI) sont des maladies génétiques rares caractérisées par une inflammation systémique incontrôlée en l’absence d’infection. Ils sont causés par une dérégulation de l’immunité innée, souvent liée à des mutations affectant des voies inflammatoires telles que TNF, NF-ϰB, IL-1β et l’inflammasome. De récentes découvertes ont identifié de nouvelles mutations, notamment des variants C-terminaux de CDC42 (R186C, C188Y, 192C24), associés à des phénotypes sévères regroupés sous le terme de syndrome NOCARH. En revanche, le variant N-terminal Y64C est associé au syndrome de Takenouchi-Kosaki, caractérisé par des traits dysmorphiques, un retard neurodéveloppemental, une macrothrombocytopénie et une inflammation modérée. CDC42, une GTPase de la famille RHO, régule des processus essentiels au bon fonctionnement immunitaire, notamment la dynamique du cytosquelette, l’adhésion, la migration, la polarité et le cycle cellulaire. La dérégulation de la signalisation des GTPases RHO est associée à des déficits immunitaires et à des maladies inflammatoires, bien que les mécanismes sous-jacents restent mal compris. Cette étude a examiné le rôle des variants de CDC42 dans les syndromes autoinflammatoires, en se concentrant sur les anomalies du cytosquelette et des voies de signalisation. Le variant Y64C présente une localisation subcellulaire normale et aucune altération de la polymérisation de l’actine ni de l’activité NF-ϰB. À l’inverse, les trois variants C-terminaux montrent une accumulation aberrante au niveau du Golgi ou du noyau, une polymérisation réduite de l’actine et une phosphorylation et translocation accrues de NF-ϰB. Fait intéressant, la dépolymérisation de l’actine n’induit pas l’hyperactivation de NF-ϰB, suggérant des mécanismes indépendants.Des analyses complémentaires ont étudié le trafic ER-Golgi, le stress du réticulum endoplasmique (ER), l’activation de STING et la réponse aux interférons de type I dans des cellules de patients et des cellules monocytaires THP-1 exprimant les variants de CDC42. Le variant récurrent R186C perturbe le transport bidirectionnel ER-Golgi, provoquant un stress du RE et l’accumulation de STING dans le Golgi via un transport rétrograde COPI défectueux. Cela conduit à une suractivation de STING et à une augmentation de l’expression des gènes stimulés par l’interféron (ISG). Un profil similaire est observé avec 192C24, tandis que Y64C et C188Y, qui ne s’accumulent pas dans le Golgi, n’activent ni STING ni les ISG.Un variant hétérozygote T43I a également été identifié dans la région N-terminale de CDC42. Bien qu’il n’affecte pas la localisation, le trafic ou les niveaux d’IFN-α, il déclenche une hyperactivation de l’inflammasome Pyrine, probablement via une affinité accrue de la liaison de CDC42 au domaine B30.2 de la Pyrine, indépendamment de l’activation de NLRP3. Ces résultats suggèrent que CDC42 agit comme un régulateur positif de l’inflammasome Pyrine et révèlent un système de contrôle double impliquant RHOA et CDC42 dans la régulation de l’inflammation médiée par la Pyrine. Les résultats démontrent que la localisation des variants de CDC42 exerce une influence déterminante sur les mécanismes pathogéniques, soit en perturbant le trafic ER-Golgi et en activant STING, soit en modulant l’activité de l’inflammasome Pyrine. De plus, l’accent est mis sur les défauts du transport ER-Golgi et le stress du RE comme éléments clés de la dérégulation immunitaire dans les variants de CDC42 piégés au niveau du Golgi, en cohérence avec les observations faites dans les mutations des sous-unités du complexe COPI telles que COPA et COPZ1. Les pathologies liées à CDC42 et COPA partagent des défauts de transport rétrograde COPI-dépendant, essentiels au maintien de l’homéostasie cellulaire et à la régulation immunitaire. Dans les cas COPA, ce défaut induit un stress du RE et active NF-ϰB ainsi que les voies des interférons de type I. Il est à noter que les niveaux élevés d’IFN-α chez les porteurs de CDC42-R186C sont corrélés à la sévérité de la maladie. Ces cas présentent une hyperactivation simultanée de NF-ϰB, d’IFN-α et de l’inflammasome Pyrine, suggérant la convergence de plusieurs cascades inflammatoires. Globalement, ces résultats soutiennent le développement de stratégies thérapeutiques combinées ciblant les défauts de trafic intracellulaire, l’hyperactivation de l’immunité innée et la régulation de l’inflammasome Pyrine, offrant ainsi des approches plus efficaces pour les patients atteints de SAI liés à CDC42.

Mots-clés: Autoinflammation, Immunité innée, Cytosquelette, Trafic intracellulaire, COPI, GTPases RHO, CDC42