Projet ANR-10-JCJC-1407 – LGI1 KO : Décryptage des mécanismes de l’épilepsie causée par la déficience de LGI1 à l’aide de knockouts conditionnels
Programme : JCJC : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes :  Neurosciences (JCJC SVSE 4)
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Madame Stéphanie BAULAC (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION PARIS VI)
Partenaires : Institut du Cerveau et de la Moelle Épinière
Montant : 200000.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : LGI1 : une nouvelle protéine clef pour les épilepsiesLes mutations du gène LGI1, qui code pour une protéine de fonction inconnue, sont la cause d’une épilepsie familiale. L’étude de modèles murins reproduisant l’anomalie génétique et le phénotype épileptique va nous guider vers la compréhension des mécanismes sous-tendant cette pathologie.
Elucider les mécanismes de l’épilepsie causée par la déficience de LGI1Certaines formes d’épilepsies sont héréditaires et se transmettent selon un mode autosomique dominant. Des mutations dans des gènes codants pour des canaux ioniques, protéines qui régulent l’excitabilité neuronale sont responsables dans la majorité des cas. Dans ce projet, nous nous intéressons à une forme d’épilepsie focale familiale qui est causée par les mutations du gène LGI1 (leucin-rich glioma inactivated 1) qui code pour une protéine secrétée de fonction encore inconnue. Notre projet consiste à réaliser des modèles murins permettant de modéliser la pathologie et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires la sous-tendant. Il est probable que l’étude de cette protéine neuronale permettra d’aborder de nouveaux mécanismes physiopathologiques, qui pourront sans doute être transgressés aux formes communes d’épilepsie. Cette étude pourra aussi nous guider vers le développement de nouvelles cibles pharmacologiques.
Génération de souris knockout Lgi1Afin de reproduire l’anomalie génétique présente chez les patients, nous avons choisi de générer des souris knockout dans lesquelles le gène LGI1 est délété. Grâce à l’utilisation de plusieurs lignées de souris transgéniques, nous pouvons déleter LGI1 dans une région cérébrale, donnée, voir dans un type cellulaire, et à un stade développemental précis. Ces différentes combinaisons vont nous permettre de tester plusieurs hypothèses sur le mécanisme d’action de Lgi1 et son rôle dans l’excitabilité dans le cerveau immature et adulte.
Résumé de la soumission : La grande majorité des gènes responsables d’épilepsies idiopathiques héréditaires codent pour des sous-unités de canaux ioniques ou de récepteurs-canaux. Le gène LGI1 (Leucine-rich glioma inactivated gene-1) est l’une des rares exceptions. En effet, LGI1 code pour une protéine neuronale sécrétée sans homologie de structure avec les canaux ioniques. Les mutations de LGI1 sont responsables d’une épilepsie du lobe temporal latéral avec symptômes auditifs dénommée ADLTE (« autosomal dominant lateral temporal epilepsy »). Une perte de fonction de LGI1 est vraisemblablement responsable du phénotype épileptique car la majorité des mutations sont des non-sens ou entrainent un décalage de la phase ouverte de lecture. Afin de modéliser chez l’animal l’haplo-insuffisance de LGI1, nous avons généré un knockout constitutif chez la souris. Nos résultats montrent que 100% des souris LGI1-/- font des crises d’épilepsies spontanées récurrentes associées à un décès prématuré (autour de P15).Dans ce projet, nous utiliserons la technologie Cre/loxP afin d’invalider spécifiquement LGI1 soit dans le cerveau, soit dans des sous-types différents de neurones (neurones pyramidaux ou interneurones), soit à une période bien déterminée du développement ou de la vie de la souris. Ce travail devrait non seulement nous permettre de finement disséquer les mécanismes de l’épilepsie secondaire aux mutations de LGI1, mais aussi d’élucider la fonction de cette protéine qui est encore largement inconnue. Des avancées de ce type sur de nouveaux mécanismes de l’épilepsie permettront d’ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques.
Résultats : Nos principaux résultats sont les suivants :
1/ La délétion de Lgi1 restreinte aux neurones pyramidaux excitateurs est suffisante pour induire des crises d’épilepsie et reproduire le phénotype du knockout global, démontrant le rôle majeur (et peut être exclusif) de ce sous-type neuronal et/ou de la transmission glutamatergique dans cette épilepsie. De plus, la délétion de Lgi1 dans les interneurones ne déclenche pas de crises d’épilepsie.
2/ La délétion de Lgi1 intervenant à l’âge adulte, après la période de développement postnatal, est suffisante pour induire des crises d’épilepsie, suggérant un rôle direct de Lgi1 sur l’excitabilité neuronale. La comparaison du phénotype de souris comportant une délétion de Lgi1 induite au cours de la période embryonnaire ou à l’âge adulte met en évidence que Lgi1 agit directement sur l’excitabilité neuronale et ce à tout âge. Notre étude révèle que Lgi1 est une protéine clef dans la régulation de l’excitabilité.
En conclusion, nous avons développé plusieurs souris knockout de Lgi1 qui constituent des modèles pertinents d’épilepsies spontanées non-lésionnelles. Ces modèles animaux pourront être utiles pour tester de nouveaux médicaments antiépileptiques avec de nouveaux mécanismes d’action et nous permettre d’établir des contacts avec des partenaires industriels.
Perspectives : Nous avons développé plusieurs souris knockout de Lgi1 qui constituent des modèles pertinents d’épilepsies spontanées non-lésionnelles. Ces modèles animaux pourront être utiles pour tester de nouveaux médicaments antiépileptiques avec de nouveaux mécanismes d’action et nous permettre d’établir des contacts avec des partenaires industriels.
Publications et brevets : 1. Boillot M, Huneau C, Marsan E, Lehongre K, Navarro V, Ishida S, Dufresnois B, Ozkaynak E, Garrigue J, Miles R, Martin B, Leguern E, Anderson M and Baulac S (2014). Glutamatergic neuron-targeted loss of Lgi1-epilepsy gene results in seizures. Brain, Nov;137(Pt 11):2984-96.
2. Boillot M and Baulac S (2015).  Models of genetic focal epilepsies: from genes to seizures. Journal of Neuroscience Methods. In press
3. Boillot M. et al. en preparation. Lgi1 modulates glutamatergic synaptic efficacy and neuronal excitability.