Study of C99 in Alzheimer's disease : dimerization, intracellular trafficking and toxicity

La maladie d'Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative caractérisée par l'accumulation anormale de protéines et des dysfonctionnements cellulaires conduisant à une perte progressive des fonctions cognitives. Parmi les fragments issus du clivage de la protéine précurseur de l'amyloïde (APP), le fragment C99 suscite un intérêt croissant en tant qu'acteur clé des altérations précoces de la cellule neuronale, indépendamment de l'amyloïde β (Aβ). Toutefois, le rôle spécifique des formes dimériques de C99 reste largement inexploré, en raison de l'absence d'outils permettant de discriminer efficacement les états monomérique et dimérique de ce fragment.Dans ce contexte, mon travail s'est articulé autour de deux axes principaux. D'une part, j'ai développé un nouvel outil reposant sur la technique de complémentation bimoléculaire de fluorescence (BiFC), permettant de visualiser avec précision spatiale et temporelle la formation de novo des dimères de C99 dans des cellules HeLa. Grâce à cet outil, mes travaux ont mis en évidence que la dimérisation de C99 s'initie principalement dans le réseau trans-Golgi (TGN), où les dimères s'accumulent. D'autre part, les résultats montrent les conséquences de cette accumulation sur l'homéostasie cellulaire : les dimères induisent une fragmentation du TGN et sont séquestrés dans des agrésomes périnucléaires, marqueurs d'un stress protéotoxique lié à une altération de la fonction protéasomale. Par ailleurs, l'inhibition de la γ-sécrétase conduit à un adressage des monomères C99 vers le système endosomal-lysosomal-autophagique (EAL), où ils peuvent également former des dimères sous l'effet de leur accumulation, entraînant un défaut de la dégradation autophagique.En conclusion, l'outil développé au cours de ce projet a permis de révéler des aspects pathologiques de C99 jusqu'alors inexplorés. La dimérisation de C99 apparaît comme un événement déterminant, entrant en compétition avec son clivage par la γ-sécrétase, et influençant de manière déterminante son devenir intracellulaire. Cette dimérisation conditionne non seulement le trafic de C99 au sein des compartiments subcellulaires, mais contribue également aux dysfonctions cellulaires qu'il induit, notamment en perturbant le système protéasomal et l'intégrité de l'appareil de Golgi. Ces résultats ouvrent ainsi de nouvelles perspectives sur les mécanismes précoces impliqués dans la maladie d'Alzheimer.