Thèse d'exercice
Exploration de la toxicité rénale des immunoglobulines monoclonales dans le syndrome de Fanconi par une analyse transcriptomique
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Le rein est fréquemment la cible des proliférations plasmocytaires monoclonales. L'accumulation d'une chaîne légère (CL) d'immunoglobuline monoclonale, le plus souvent d'isotype kappa dans le compartiment endolysosomal des cellules tubulaires proximales (CTP) peut être responsable d'un syndrome de Fanconi (SF). L'élaboration par le laboratoire d'un modèle animal de SF secondaire à une gammapathie monoclonale κ (κCH) permet l'étude, in vivo, des mécanismes cellulaires impliqués dans la dysfonction tubulaire proximale induite par la réabsorption d'une CL kappa. Bien qu'une partie de ces mécanismes soit connue, la physiopathologie du SF demeure complexe et mal élucidée. A ce jour, aucune analyse transcriptomique n'a été réalisée dans cette pathologie. Ce travail a cherché d'une part à déterminer une méthode d'isolement des cellules tubulaires proximales pour en récupérer les ARNm, et d'autre part à réaliser une analyse transcriptomique comparative des souris atteintes de SF (κCH), et de leurs contrôles (κRO et WT). Après le screening des animaux par PCR, nous avons confirmé la présence d'un SF clinique et histologique (κCH), et également validé les deux populations murines contrôles. Les souris κCH présentaient des cristaux de chaînes légères κ visibles en immunofluorescence, microscopie optique et électronique à la différence des souris κRO et WT. Les ARNm extraits après l'application du protocole d'isolement des CPT étaient compatibles en quantité et qualité pour l'analyse RNAseq. Les résultats ont montré que plus d'1/3 des gènes étaient exprimés différemment. Les gènes en rapport avec le système immunitaire et la matrice extra-cellulaire étaient statistiquement plus exprimés dans le SF alors que le métabolisme cellulaire était sous exprimé. Au total, nous avons mis au point une technique fiable d'isolement de CTP pour l'extraction d'ARNm permettant la réalisation de la première analyse transcriptomique de SF sur un modèle murin. Des études ultérieures seront nécessaires à l'exploitation de ces données.
Mots-clés libres : syndrome de Fanconi, endocytose, analyse transcriptomique, modèles murins, lysosome.
Renal involvement is a common complication of clonal proliferative gammopathies. In particular, the accumulation of monoclonal immunoglobulin light chain (LC) within the endolysosomal compartment of proximal tubular cells (PTC) may lead to LC-associated Fanconi syndrome (FS). Murine models of monoclonal gammopathies were developed by our laboratory using knock-in transgenesis process. Those models allowed us to carry several investigations which deepened our knowledge of molecular and cellular mechanisms involved in proximal tubular dysfunction. Some of them, like defective endocytosis with corrupted lysosomal system, have already been elucidated but the link between all of them remains unclear. The aim of this study was to conduct a high throughput RNA sequencing in LC associated FS, using a specific PTC purification method. Mice suffering from κ-FS (κCH) were compared with other transgenic mice carrying κLC monoclonal gammopathy (κRO) and with WT mice. Histological analysis of the κCH confirmed the κLC intra-cytoplasmic crystallization. Isolating the PTC for RNA extraction needed many adjustments in order to reach a workable yield. The improved protocol resulted into a RNAseq with homogeneous and well clustered expression patterns for all groups. The main statistically overexpressed genes in FS were from the extracellular matrix, cellular dynamics and immune system, whereas genes implicated in the cellular metabolism and transport of small molecules, essential functions of the PTC, were underexpressed. We developed a reliable process for RNA extraction from mouse PTC and conducted the first transcriptional analysis of FS in a mouse model. Further analysis of the big-data will improve our understanding of this disease.
Keywords : Fanconi syndrome, endocytosis, transcriptomic, mouse models, lysosome .
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