Impact des mutations de la β3GalT6 sur la pathogénie des SED :

A partir de cellules lymphoblastoïdes de patients (patients 1 et 2 de la famille 1 et patient 3 de la famille 2) (Nakajima et al., 2013), des analyses de la composition en disaccharides des chaînes de GAGs ont été réalisées par chromatographie échangeuse d’anions après digestion enzymatique des GAGs par la chondroïtinase ou l’héparinase. Ces analyses ont montré une réduction du taux de HS synthétisés par les cellules mais également une forte augmentation de la quantité de CS/DS. Comme il a été discuté précédemment, la β3GalT6 est impliquée dans la formation de l’amorce tétrasaccharidique, qui est commune aux deux types de GAGs (HS et CS/DS). Donc, il est surprenant de voir une augmentation et non une diminution de la quantité des chaînes de CS/DS. Pour que les cellules puissent augmenter la synthèse des CS/DS, une hypothèse pourrait être que leur synthèse puisse faire appel à un mécanisme alternatif ne faisant pas intervenir la β3GalT6. Il peut également être supposé que la diminution de la synthèse des HS entraîne l’activation de la voie de synthèse d’un autre type de GAGs, dans un effet compensatoire. Des analyses par immunofluorescence dans les fibroblastes de peau de patients atteints de SEDsp (patients 2, 3 et 5) ont montré une forte diminution de l’expression des chaînes de HS membranaires (Malfait et al., 2013). De la même manière, Ritelli et al. (2015) ont décrit une forte diminution de la synthèse des HS dans des fibroblastes de derme de patients. Par immunofluorescence, ils ont également montré une diminution concomitante de la protéine

core du perlécan, une diminution des chaînes de CS sans impact sur l’expression des protéines

core de la décorine et du versican. Chez ces patients, la synthèse des CS est également impactée

mais seuls les HSPG voient l’expression de leur protéine core diminuer. Dans ces conditions,

55 des CSPGs et favoriser leur glycanation.

Dans le cadre des études menées par Malfait et al. (2013) et Van Damme, Pang et al., (2018),

les mutations du gène B3GALT6 conduisent à une diminution plus ou moins importante de la

glycosylation de la protéine core de la décorine in cellulo (variable en fonction des patients). Il

est donc possible que l’impact des mutations sur le niveau d’expression et/ou sur le niveau d’activité enzymatique de la β3GalT6, et donc sur le niveau d’expression des chaînes de GAGs de type Hep/HS et CS/DS, explique la variabilité des symptômes et leur sévérité différente d’un patient à l’autre. En revanche, le mécanisme par lequel ces déficits génétiques en β3GalT6 modifient de façon différente les voies de synthèse des HS et des CS/DS reste difficile à comprendre. Récemment, l’existence d’une voie de biosynthèse non canonique pour les CS a été proposée suite à l’étude de la bikunine (un PG soluble portant des chaînes de CS) présente

dans les urines de volontaires sains. Cette étude montre l’existence d’une amorce protéine core

-GAG trisaccharidique [GlcA-Gal-Xyl], dépourvue d’un résidu Gal en lieu et place du tétrasaccharide classique [GlcA-Gal-Gal-Xyl] (Persson et al., 2019). La présence de chaînes de GAGs observées chez les patients porteurs d’une déficience génétique pour l’une des galactosyltransférases impliquées dans la biosynthèse de cette amorce tétrasaccharidique, pourrait s’expliquer par une voie alternative utilisant cette forme d’amorce trisaccharidique. Des études sont en cours pour répondre à cette question, en collaboration avec le Dr Frederik

Noborn et le Dr Göran Larson (Institute of Biomedicine, Sahlgrenska Academy, Université de

Göthenburg, Sweden).

L’impact au niveau moléculaire et cellulaire des mutations du gène B3GALT6 et ses

répercussions au niveau du tissu et de leurs propriétés physiologiques et/ou biomécaniques sont en cours d’étude en collaboration avec les collègues généticiens de l’Université de Gent (Belgique). Les travaux réalisés précédemment ont permis de mettre en évidence un retard de

migration des fibroblastes issus de patients porteurs de mutations sur le gène B3GALT6 par

rapport à des fibroblastes de patients non déficients. Sur la base de ces résultats, un lien peut être potentiellement établi entre les mutations présentes sur la séquence de l’enzyme et le ralentissement du processus de cicatrisation observé chez les patients porteurs des mutations (Malfait et al., 2013; Van Damme et al., 2018).

Ces défauts au niveau de la synthèse des HS et des CS/DS sont également associés à des défauts d’assemblage des collagènes, mis en évidence par l’absence des collagènes de type III et V dans la MEC de fibroblastes de peau de patients (Ritelli et al., 2015). Des analyses par microscopie électronique à transmission sur les fibroblastes de derme de patients ont par ailleurs montré une organisation anormale du réseau de collagène fibrillaire chez les patients porteurs

Figure 14 – Effets de la déficience en β3GalT6 sur l’organisation des fibres de collagène (Malfait et al., 2013; Van Damme et al., 2018).

Des analyses par microscopie électronique à transmission ont permis d’analyser l’organisation des fibres de collagène et l’architecture matricielle au niveau des tissus de patients atteints de SEDsp. Les patients présentent des fibres de collagène plus petites avec un contour irrégulier. (A) Patient 5 issu de Malfait et al. (2013). (B) Patients IV: 1, 2, 3 et V:1 issus de Van Damme, Pang et al., (2018).

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de mutations du gène B3GALT6, avec des fibrilles de collagène de diamètre plus petit et

présentant un aspect irrégulier (Figure 14) (Malfait et al., 2013; Van Damme et al., 2018). Le lien entre la déficience génétique en β3GalT6 et la fibrillogenèse anormale du collagène chez ces patients n’est pas établi à ce jour.

Nous avons vu précédemment que la décorine était impliquée dans la fibrillogenèse du collagène en s’associant aux fibres de collagène dont elle peut réguler le diamètre et la taille (voir partie II.2.2.2 et Figure 7), mais d’autres PGs peuvent également intervenir dans ce phénomène. Les petits PGs de la famille des SLRPs, comme la décorine, la fibromoduline ou encore le biglycan, sont impliqués dans la fibrillogenèse des collagènes matriciels. Des études

ont mis en évidence une augmentation de la formation de liaisons croisées (cross-link) entre les

chaînes de collagène dans des fibroblastes de souris déficients en décorine après ajout de décorine recombinante dans le milieu de culture (Seidler et al., 2005). Une autre étude sur la décorine a permis de montrer que ce petit PG est capable de se lier à la région C-terminale d’un monomère de collagène et plus précisément au niveau d’un site de liaisons croisées (Keene et al., 2000). Il a ainsi été montré l’importance de la décorine dans la formation des liaisons

croiséeset donc dans la fibrillogenèse du collagène. Par ailleurs, un autre PG, la fibromoduline

(un PG pouvant porter jusqu’à quatre chaînes de KS), a été également impliqué dans la formation de ces liaisons croisées au cours de la maturation des collagène. Des études sur des

tendons de souris déficientes en fibromoduline (Fmod -/-) ont montré un aspect irrégulier et une

diminution de la taille des fibres de collagène, ainsi que l’augmentation d’une forme aberrante de liaisons croisées pour la chaîne α2(I) (Jepsen et al., 2002; Kalamajski et al., 2014; Svensson et al., 1999). D’autres études ont permis de démontrer que la fibromoduline interagit avec les

sites de liaisons croisées au niveau du collagène et avec la Lysyl Oxidase (LOX). Ces

interactions permettent d’augmenter l’activité de la LOX et donc de favoriser la fibrillogenèse (Kalamajski et al., 2016; Tillgren et al., 2016). Ces études ont permis de montrer l’importance des PGs, dont la décorine et la fibromoduline, dans le processus de fibrillogenèse du collagène et expliquent qu’un défaut d’expression de ces composants peut induire des altérations de la formation des fibres de collagène. Chez les patients atteints de SEDsp, les mutations du gène

B3GALT6 induisent une diminution de la synthèse des chaînes de GAGs affectant le niveau de glycosylation de la décorine. Si ces PGs présentent une mauvaise ou une absence de glycanation

de leur protéine core, leurs rôles dans la fibrillogenèse vont être affectés et donc potentiellement

conduire à une mauvaise organisation structurale des fibres de collagène. Il est donc possible

que les mutations du gène B3GALT6 conduisent à des perturbations de la fibrillogenèse des

57 collagène par immunofluorescence, avec une destructuration des fibres de collagène de type I, III et V dans les fibroblastes de patients atteints de SEDsp. Les mutations du gène codant la β3GalT6 impactent donc de façon négative la biosynthèse des GAGs et les fonctions biologiques qui leur sont associées, comme ici l’organisation matricielle et la migration cellulaire, fonctions qui peuvent expliquer un certain nombre de symptômes observés chez les patients comme l’hyperlaxité articulaire, une peau élastique et un retard de cicatrisation.

PROBLEMATIQUE ET