II Rôle des néphrocystines aux jonctions cellulaires.

Contrairement à RPGRIP1L dont les mutations « perte de fonction » aboutissent au syndrome de Meckel, les mutations « perte de fonction » des gènes NPHP1 et NPHP4 causent principalement une NPH juvénile isolée dont l’atteinte rénale est progressive avec des dilatations kystiques tardives. Ceci suggère que NPHP1 et NPHP4 joueraient un « rôle secondaire » dans la ciliogenèse des cellules épithéliales rénales. En revanche, elles auraient un rôle majeur dans l'établissement et le maintien des jonctions cellulaires et la polarité apico-basale. En effet, leur expression augmente au cours de l'épithélialisation (Delous et al, 2009), et elles sont co-localisées et interagissent avec des protéines des

jonctions serrées (Par, CRBS), jonction adhérentes (E-cadhérine), adhésions focales (p130cas, pyk2) et le cytosquelette (tensine, filamines, tubuline) (Delous et al, 2009; Mollet et al, 2005).

L'analyse des tubes séminifères chez les souris Nphp4-/- révèle des défauts de perméabilité de la barrière sang-testis et des altérations des jonctions cellules de Sertoli-spermatide mature (données non publiées). Ces défauts reflètent l'instabilité des jonctions serrées in vivo observée également in vitro qui pourrait être à l'origine des défauts de maturation des spermatogonies responsable de l'infertilité des souris mâles. De plus, les défauts de réarrangement des cellules aboutissant à l'obstruction du cloaque des poissons morphants nphp4, sont évocateurs d'une altération de la morphogenèse épithéliale rappelant les défauts des cellules MDCK-KD en culture 3D (article1 ; article2). Une étude récente, a montré que l'obstruction du cloaque dans les poissons morphants pour nphp4 est aggravée par l'invalidation de par6. Cette obstruction est la conséquence d'une migration anormale des cellules du cloaque et d’un défaut de fusion avec les cellules proctodéales nécessaire à l'ouverture du canal pronéphrique (Slanchev et al 2011). Ces données viennent renforcer nos résultats suggérant que les néphrocystines et en particulier NPHP4 régulent les complexes de polarité aux jonctions cellulaires lors de la migration cellulaire durant la morphogenèse du pronephros.

Par ailleurs, l'établissement de la polarité apico-basale passe également par la mise en place des jonctions cellule-matrice extra cellulaire. Même si une co-localisation avec les intégrines n'a jamais été décrite, nous avons montré que l'absence de NPHP1 et NPHP4 dans les cellules MDCK entraine une augmentation de la phosphorylation de p130cas et pyk2. Cette phosphorylation anormale est le reflet d’une instabilité des complexes focaux et d’une induction potentielle de la migration suggérant une régulation négative de ces processus par les néphrocystines dans les cellules épithéliales rénales. D’autre part, les cellules MDCK invalidées pour NPHP1 et NPHP4, présentent une augmentation de l'activation de Cdc42 et Rac1 (uniquement pour NPHP4) après induction de la formation des jonctions alors que RhoA est activée de manière constante dans les cellules MDCK-KD. Ces GTPases Rho sont des activateurs du complexe Par à la fois lors de l'établissement de la polarité apico-basale et lors de la polarisation du front de migration des cellules (Pegtel et al, 2007; Goldstein et Macara, 2007). L'augmentation de leur activation pourraient entrainer le retard de la formation des jonctions serrées (Delous et al, 2009), déstabiliser les adhésions focales et être le mécanisme moléculaire favorisant à la fois la migration des cellules lors du wound-healing et l’étalement précoce des cellules sur collagène. Les néphrocystines intéragissent avec plusieurs protéines associées aux filaments d'actine telles que la tensine et les filamines qui sont des protéines de maintien du réseau d'actine au niveau des adhésions focales. De façon interessante, les souris invalidées pour le gène de la tensine développent progressivement une insuffisance rénale à l’âge adulte avec l’apparition de kystes au niveau des

et cellule-matrice extra-cellulaire sont requises pour réguler le cytosquelette d’actine, les forces mécaniques et la morphogenèse des tissus. En effet, plus la surface d’adhésion de la cellule est grande et plus les jonctions cellulaires seront « lâches » (Burute et Théry, 2012). Ainsi, en absence de NPHP1 et NPHP4, les défauts du cytosquelette d'actine contribueraient à l'instabilité des jonctions cellulaires.

Conséquences physiopathologiques de l'instabilité des jonctions cellulaires.

De façon intéressante, l’invalidation de la protéine Mals3 chez la souris (composant des jonctions serrées et adhérentes, et régulateur de la polarité apico-basale), entraine l'instabilité des jonctions cellule-cellule et la perte de PALS1 aux jonctions serrées conduisant au développement de kystes et d’une fibrose rénale, similaire à ce qui est observé dans la NPH (Olsen et al, 2007). De plus, un défaut de stabilité des structures d'adhésion inter-cellulaires (jonctions serrées et adhérentes) entraine la dissociation de l'c-caténine et de la d-caténine des molécules d'E-cadhérine, favorisant l'activation des voies pro-prolifératives telles que les voies de signalisation Hh et Wnt canonique (revue dans (Pugacheva et al, 2006)). De même, la phosphorylation de Par6 de façon dépendante de la voie du TGFd. un élément clé de la fibrose rénale, facilite la dissociation des jonctions serrées et la transition épithélio-mésenchymateuse des cellules épithéliales de la glande mammaire (Ozdamar et al, 2005 ; Bottinger, 2007). Même si un mécanisme similaire dans les reins des patients NPH reste à démontrer, on peut imaginer que l'instabilité des jonctions serrées dans les cellules épithéliales rénales entrainerait une dédifférenciation épithéliale et une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) des cellules. Par ailleurs, une étude récente a montré que l'augmentation de la phosphorylation de Pyk2 dans les reins de souris sauvages soumis à une obstruction urétérale unilatérale cause l’augmentation de la transcription des gènes tels que CTGF, TGFd3."favorisant l'apparition de la fibrose rénale (Sonomura et al, 2011). L’augmentation anormale de l'activation de Pyk2 observée dans les cellules rénales en l'absence de NPHP4 pourrait donc favoriser l'apparition des lésions fibrotiques dans les souris Nphp4-

/- après néphrectomie subtotale (données du laboratoire). La régulation anormale des jonctions cellule-

cellule et cellule-MEC dans les reins des patients NPH, au cours de l’enfance pourrait donc entrainer une perte progressive de dédifférenciation et favoriser l’apparition des lésions rénales.