Projet ANR-12-ISV1-0001 – New-BP-KIT : Charactérisation d'une nouvelle voie de régulation de la pression artérielle via le transport ionique rénal
Programme : Blanc International II - SVSE 1 - Physiologie, physiopathologie, santé publique (Blanc Inter II - SVSE 1) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Juliette  HADCHOUEL (Paris Cardiovascular Research Center)
Partenaires : Compartimentation et Dynamique Cellulaires; Universidad Panamericana Molecular Physiology Unit - Escuela de Medicina; Paris Centre de Recherche Cardiovasculaire
Montant : 288165.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 36 mois
Résumé : L'hypertension artérielle est une maladie complexe causée par des facteurs environnementaux et génétiques. Cette complexité a limité l'identification des gènes de susceptibilité pour ce facteur de risque cardio-vasculaire. A l'inverse, la recherche de gènes impliqués dans des formes rares et mendéliennes de la maladie a été couronnée de succès. Cependant, la plupart des gènes identifiés codaient des produits déjà connus. L'étude que nous avons débutée il y a  11 ans est d'une autre nature puisqu'elle a permis l'identification de gènes complètement inconnus dans le domaine de la pression artérielle.
L'Hypertension Hyperkaliémique Familiale, également connue sous le nom de syndrome de Gordon ou Pseudohypoaldostéronisme de type 2, est une forme rare d'hypertension associée à une hyperkaliémie et une acidose métabolique hyperchlorémique. Les phénotypes clinique et biologique suggèrent que ce syndrome est dû à une altération du transport ionique dans le tubule rénal distal. Il ya onze ans, une analyse de liaison a conduit à l'identification de deux gènes mutés dans ce syndrome, WNK1 et WNK4, dont l'implication dans la régulation de la pression artérielle était complètement insoupçonnée. De nombreuses études ont apporté des informations cruciales sur les mécanismes par lesquels ces sérine-thréonine kinases régulent le transport ionique. Cependant, les événements qui conduisent au développement d'une FHHt restent mal compris. Nous avons donc entrepris une nouvelle analyse génétique de deux familles FHHt informatives afin d'identifier de nouveaux gènes responsables. En effet, la FHHt est hétérogène du point de vue génétique, avec au moins quatre gènes impliqués, et les mutations de WNK1 et WNK4 ne sont retrouvées que chez 4 cas index de notre cohorte, qui en comprend 55. Des analyses de liaison combinées avec un séquençage d'exome nous a permis d'identifier KLHL3 comme un nouveau "gène FHHT", muté dans 35% de notre cohorte. Ce gène code pour un homologue de l'organisateur du "ring-canal" chez la Drosophile. Comme pour les WNKs, aucune des données disponibles ne pouvait prédire sa contribution à la régulation du transport ionique dans le néphron distal. Nous avons montré que KLHL3 est détecté dans tous les segments du néphron, avec une expression plus élevée dans le tubule contourné distal. Ce segment exprime également le co-transporteur Na-Cl thiazide-sensible NCC, qui joue un rôle clé dans la pathogenèse de la FHHt. Nous avons montré que KLHL3 inhibe la localisation membranaire de NCC. Ceci pourrait être du à l'ubiquitination et à la dégradation protéosomale du co-transporteur, puisqu'il a été montré que plusieurs protéines KLHL recrutent des substrats pour des complexes Cullin3-ubiquitine-ligase. Cette hypothèse est étayée par la découverte récente de mutations dans le gène codant pour Cullin 3 (Cul3) dans une cohorte FHHt nord-américaine. Nous avons trouvé des mutations similaires chez 7 patients. Cependant, un autre partenaire des domaines Kelch est l'actine et nous avons montré qu'un pool de KLHL3 est associé à l'actine dans les cellules HEK293. Nous ne pouvons donc pas exclure que l'inhibition de NCC par KLHL3 soit actine-dépendante, puisque l'insertion ou l'extraction des transporteurs d'ions et les canaux de la membrane plasmique sont connues pour être microtubules-dépendantes.
Le but de notre projet est d'élucider les mécanismes de régulation du transport ionique dans le néphron distal par KLHL3/Cul3 et de comprendre comment leurs mutations conduisent au développement d'une FHHt. Nous caractériserons les mécanismes moléculaires par lesquels KLHL3 inhibe l'expression membranaire de NCC, grâce à des études d'interactions protéiques, d'ubiquitination et de vidéomicroscopie dans les cellules HEK293 ainsi que de l'électrophysiologie dans les oocytes de Xénope. Nous utiliserons également des souris génétiquement modifiées pour définir les rôles joués par KLHL3 dans le transport ionique physiologique et pathologique dans le néphron distal.