Effets physiologiques associés à la perte ou au gain d’expression de Lis1 67

La  variation  d’expression  de  Lis1,  qu’il  s’agisse  d’une  perte  ou  d’un  gain  d’expression  conduit   à  des  effets  neurologiques  graves.  Il  s’agit,  à  ce  jour,  des  conséquences  physiologiques  les   plus   décrites   suite   à   un   défaut   d’expression   de   Lis1.   En   outre,   la   perte   d’expression   spontanée  de  Lis1  ou  la  présence  de  SNP  au  sein  du  gène  pourraient  aussi  être  à  l’origine   de  développement  tumoral.  

1.   Conséquences  neurologiques  

Les  conséquences  neurologiques  associées  à  des  défauts  d’expression  de  Lis1  peuvent  être   dues  à  différents  types  de  mutation.  En  effet,  il  peut  s’agir  d’une  perte  hétérozygote  de  Lis1   parce   que   le   gène   est   tronqué   ou   excisé,   d’un   gain   de   fonction   par   dérégulation   de   son   expression  et  enfin  de  mutations  ponctuelles  sur  le  gène  pouvant  affecter  la  structure  et  la   fonction  de  la  protéine  résultante  (354-­358).    

Les   lissencéphalies   et   microcéphalies   sont   des   maladies   neurologiques   graves   se   caractérisant  par  la  mauvaise  organisation  du  cortex  cérébral  au  cours  du  développement   neural.   Elle   touche   1   nouveau-­né   sur   100000   et   il   n’existe   pas   de   traitement   curatif.   Les   enfants  naissant  avec  ces  maladies  ont  une  espérance  de  vie  d’environ  dix  ans  dans  les  cas   les   plus   graves.   Les   patients   atteints   de   lissencéphalies   présentent   une   texture   lisse   du   cerveau,   sans   sillons   cérébraux   (agyrie).   Dans   le   cas   de   microcéphalies,   les   sillons   sont   présents   mais   réduits   (pachygirie)   (Fig.   18A).   Le   syndrome   Miller-­Dieker   correspond   à   l’excision  au  niveau  du  locus  17p13.3  contenant  le  gène  pafah1b1  (359)  (Fig.  18B).  D’autres   formes   de   lissencéphalies,   ou   microcéphalies,   peuvent   être   dues   à   des   mutations   ponctuelles  conduisant  soit  à  la  perte  d’expression  de  pafah1b1,  soit  à  l’expression   d’une   protéine   tronquée   ou   inactive   (360)   (Fig.   18C).   D’autres   formes   de   lissencéphalies,   plus   rares,  sont  dues  à  l’expression  exacerbée  de  pafah1b1.  La  taille  du  cerveau  de  ces  patients   est  considérablement  diminuée  suggérant  que  l’expression  de  ce  gène  doit  être  précisément   régulée  (357).    

Cependant,   le   gène   pafah1b1,   n’est   pas   seul   responsable   des   cas   de   lissencéphalies   et   microcéphalies.  En  effet,  ces  maladies  peuvent  survenir  par  excision  ou  mutation  d’autres   gènes  spécifiques  comme  tubg1,  dync1h1,  kif5c  et  kif2a  (361).    

Figure  18  :  Lis1  dans  la  lissencéphalie

(A)  IRM  de  patients  sains,  atteints  de  microcéphalie  et  de  lissencéphalie.  Adapté  de  «  New  

insights   into   genotype–phenotype   correlations   for   the   doublecortin-­related   lissencephaly   spectrum  »   par   Bahi-­Buisson   et   al.,   2013.   (B)   Schématisation   non   à   l’échelle   du   locus   17p13.3.  Les  gènes  présentés  ne  représentent  qu’une  liste  exhaustive.  Adapté  de  Ensembl   genome  browser  92  (https://www.ensembl.org/).  (C)  Schématisation  non  à  l’échelle  du  gène  

pafah1b1   présentant   quelques   mutations   retrouvées   chez   des   patients   atteints   de  

lissencéphalie  ou  microcéphalie.  Adapté  de  «  LIS1-­related  isolated  lissencephaly:  spectrum  

of  mutations  and  relationships  with  malformation  severity  »  par  Saillour  et  al.,  2009  

2.   Développement  tumoral  

La  perte  d’hétérozygotie  est  une  perte  d’un  locus  ou  d’une  région  de  locus  conduisant  à  la   perte  d’expression  des  gènes  présents  dans  ce  locus.  Ce  phénomène  est  retrouvé  dans  de   nombreuses   formes   de   cancer.   La   perte   d’hétérozygotie   au   niveau   du   locus   17p13.3   est   récurrente  (362)  et  a  été  détectée  dans  des  cas  de  leucémie,  cancers  du  sein,  cancers  des   ovaires   (363),     tumeurs  astrocytaires  (364).   Le   rôle   exact   de  cette   perte   de   locus   dans   le   développement   des   cancers   n’a   pas   été   étudié   en   détail.   L’analyse   de   médulloblastomes   résultants  de  cette  perte  d’hétérozygotie  ne  conduit  pas  à  la  perte  d’expression  de  Lis1  (365).   Cependant,   dans   le   cas   du   carcinome   hépatique,   elle   s’accompagne   de   la   diminution   d’expression  de  Lis1.  La  transfection  de  sh-­ARNm  dirigé  contre  le  transcrit  Lis1,  dans  une   lignée  de  cellules  hépatiques  conduit  à  des  développements  de  colonies  tumorales  in  vitro.  

L’injection  à  des  souris  de  cellules  traitées  par  ce  sh-­ARNm  entraine  le  développement  de   tumeur   hépatique,   suggérant   que   la   perte   hétérozygote   de   Lis1   peut   conduire   au   développement   tumoral   (366).   En   revanche,   la   surexpression   de   Lis1   dans   ces   lignées   tumorales  ne  conduit  pas  au  développement  de  tumeurs  chez  la  souris.    

Une   étude   a   aussi   révélé   la   présence   de   SNP   dans   le   gène   pafah1b1   retrouvés   chez   de   nombreux  patients  présentant  des  leucémies  myéloïdes.  Il  n’y  a  aucune  donnée  vérifiant  que   le  développement  tumoral  chez  ces  patients  résulte  d’une  variation  d’expression  de  Lis1  ou   d’un  problème  fonctionnel  lié  à  cette  protéine  (367).  

3.   Conséquences  immunitaires  de  la  perte  d’expression  de  Lis1  

Les  conséquences  immunitaires  de  la  déficience  en  Lis1  n’ont  jamais  été  rapportées  à  ce   jour.  Cependant,  il  existe  un  cas  de  patient  pour  lequel  la  lissencéphalie  s’accompagne  d’une   diminution  des  LT  CD4+  _{et  CD8}+_{.  L’analyse  étant  faite  en  1989,  il  s’agissait  du  phénotype  de}  

la   lissencéphalie   sans   certitude   que   Lis1   soit   affectée   chez   ce   patient,   ou   même   que   ce   défaut  ne  soit  dû  qu’à  un  seul  gène  (368).    

II.   Fonctions  moléculaires    

Lis1  est  exprimée  par  le  gène  pafah1b1  localisé  sur  le  chromosome  17  chez  l’homme  et  sur   le  chromosome  11  chez  la  souris.  La  protéine  Lis1,  d’une  taille  de  47KDa,  est  constituée  d’un   domaine  de  dimérisation  N-­terminal  LisH  et  d’une  région  de  7  domaines  WD40  formant  une   structure   tridimensionnelle   en   hélice   .   Lis1   agit   sous   forme   homodimère   justifiant   l’importance  du  domaine  LisH  pour  ses  fonctions  (Fig.  19).  Des  expériences  de  compétition   démontrent  que  la  surexpression  de  la  région  N-­terminale  de  la  protéine  affecte  la  croissance   des  colonies  d’Aspergillus  nidulans  (369).  Par  ailleurs,  la  délétion  du  domaine  LisH  chez  la   souris   affecte   le   développement   neural.   L’absence   de   dimérisation   ne   permet   plus   l’interaction   de   Lis1   avec   la   dynéine   ou   le   complexe   PAFAH-­1B   (370).   L’expression   d’un   dimère  artificiel  de  Lis1  dépourvu  du  domaine  LisH  (GST-­LisH)  restaure  la  capacité  de  Lis1   à  réguler  la  dynéine  (371).  L’hélice    formée  par  les  7  domaines  WD40,  permet  l’association   de   Lis1   avec   ses   partenaires   (Fig.   19C).   L’analyse   structurale   par   cristallographie   du   complexe   PAFAH-­1B,   démontre   que   des   interactions   ioniques   sont   engagées   entre   cette   région   et   les   autres   sous   unités   de   ce   complexe   (372).   Certains   patients   atteints   de   lissencéphalies,   présentent   des   mutations   ponctuelles   dans   leur   génome   conduisant   à   la   substitution  d’un  résidu  chargé  par  un  résidu  neutre.  L’analyse  de  ces  mutations  dans  des