Souches conformationnelles de l'alpha-synucléine fibrillaire : rôle de leurs interactants sur la transmission de la pathologie de l'alpha-synucléine dans les synucléinopathies

La maladie de Parkinson, la démence à corps de Lewy et l'atrophie multisystématisée sont des synucléinopathies qui se caractérisent par l'accumulation et la propagation d'inclusions riches en alpha- synucléine (α-Syn) agrégée, dans le cerveau des patients. Le mépliement, l'agrégation et la propagation intercellulaire des formes fibrillaires pathologiques de l’α-Syn jouent un rôle central dans le processus physiopathologique des synucléinopathies. Bien que les synucléinopathies présentent des lésions neuropathologiques communes, les populations cellulaires affectées, la progression de la pathologie et les symptômes cliniques diffèrent. Or, l'α-Syn peut former différents polymorphes fibrillaires (souches) de conformations distinctes, présentant des propriétés de tropisme, d'internalisation et de propagation cellulaire différentes, et pourraient ainsi être responsables de l'hétérogénéité physiopathologique observée dans les synucléinopathies. Nous émettons l'hypothèse qu'en raison de leurs différences structurales, les polymorphes fibrillaires d’α-Syn interagissent avec des protéines communes, et avec des protéines distincteset que ces interactions protéiques avec les agrégats d’α-Syn influencent leur propagation et leur pathogénicité. Nous pensons que l'interactome commun aux différentes souches contribue aux mécanismes clés impliqués dans l’ensemble des synucléinopathies et que les interactomes spécifiques à chaque souche jouent un rôle clé dans la sélectivité de la propagation de l’α-Syn agrégée dans les synucléinopathies. L'objectif de ce travail était d'identifier de nouvelles protéines interagissant avec l’a-synucléine, d’une part dans le cytoplasme, d’autre part au niveau de la membrane ou d’organelles intra-cellulaires, capables d’influencer la propagation de l’α-Syn agrégée. Sur la base des travaux préliminaires de notre équipe ayant conduit à l'identification de partenaires protéiques de différentes souches de fibres d’α-Syn par une approche d’interactomique, j'ai optimisé un protocole combinant une stabilisation des interactions protéine-protéine par pontage covalent et l'identification par spectrométrie de masse des interactants stabilisés et enrichis par pull-down. L’application de cette approche protéomique en utilisant desextraits de neurones primaires de souris m’a permis de valider quels partenaires protéiques membranaires et cytosoliques interagissent avec les souches α-syn. Ensuite j'ai affiné les listes de partenaires identifiés par une analyse bio-informatique et sélectionné des partenaires cytosoliques des polymorphes d’α-Syn afin d'étudier leur rôle fonctionnel sur la propagation de l’α-Syn agrégée dans des cultures cellulaires. Finalement, en exposant une lignée cellulaire immortalisée de souris (Neuro2A) exprimant l'α-Syn humaine marquée avec de la mCherry aux fibres d’α-Syn, j’ai étudié l'effet d’une diminution d’expression de trois protéines cytosoliques d’intérêt sur le niveau d'expression endogène de l'α-syn, l'internalisation, l'amplification et la clairance de l’α-Syn fibrillaire exogène. Nos résultats démontrent que l'inhibition des partenaires protéiques sélectionnés n'influence pas le niveau d'expression endogène de l'α-Syn ni l'internalisation des fibres d’α-Syn exogènes; cependant, elle réduit l'amplification des fibres dans notre modèle cellulaire. En conclusion, ce travail met en évidence de nouvelles protéines capables d’influencer la propagation de l'α-Syn fibrillaire dans notre modèle cellulaire murin. La vérification de nos résultats dans des modèles cellulaires humains et des tissus post-mortem de patients atteints de synucléopathies permettra de confirmer que les protéines identifiées dans ce travail pourraient constituer de nouvelles cibles thérapeutiques et/ou diagnostiques pour les synucléinopathies.