Alice Tata

Eupatilin and agonists of prostaglandin receptors as therapeutic approaches for juvenile nephronophthisis : characterization of their effects on ciliogenesis and shared mechanisms of action: La Néphronopthise (NPH) est une maladie rénale tubulo-interstitielle autosomique récessive causée par des variants bialléliques de gènes codant pour des protéines constitutives des différents compartiments du cil primaire, un centre de signalisation cellulaire clé qui s'assemble dans la plupart des cellules en quiescence. La NPH est donc classée parmi les ciliopathies rénales qui peuvent être isolées ou associées à des manifestations extra-rénales dans des formes syndromiques. La NPH est très hétérogène génétiquement avec plus de vingt-trois gènes identifiés (appelés NPHP), même si NPHP1 représente à peu près de 50 % des gènes responsables identifiés.La NPH conduit inévitablement à une insuffisance rénale terminale (IRT), représentant de 5 à 10 % des IRT chez les enfants. Elle peut cependant être classée en trois sous-types cliniques distincts en fonction de son âge d'apparition : infantile, juvénile et adolescent/adulte. La NPH juvénile est la forme la plus répandue, conduisant à l'IRT à 13 ans. Elle est principalement causée par des variantes bialléliques de NPHP1 et d'autres gènes, notamment NPHP5 et NPHP6, qui codent pour des composants de la zone de transition, un sous-domaine à la base des cils contrôlant la ciliogenèse (c'est-à-dire l'assemblage des cils) et la composition ciliaire. Malgré les progrès récents, les traitements pour la NPH sont encore limités aux thérapies palliatives et aux transplantations rénales. Il est donc impératif de rechercher de nouvelles stratégies thérapeutiques. Pour ces raisons, les criblages phénotypiques de bibliothèques de petites molécules déjà approuvées en clinique (repurposing) ont montré leur impact potentiel dans cette direction et ont conduit à l'identification de plusieurs molécules intéressantes capables de corriger à un certain degré les phénotypes ciliaires caractéristique de la NPH juvénile.Dans la présente étude, nous avons étudié l'intérêt potentiel des agonistes des récepteurs des prostaglandines (EP) initialement identifiés en laboratoire dans le contexte du gène NPHP1, ainsi que de ceux de l'Eupatilin et d'un inhibiteur de la signalisation RHO, précédemment identifiés dans le contexte de NPHP6 et NPHP8, respectivement. Nous avons également inclus d'autres molécules intéressantes issues de notre crible en fonction de leurs effets connus sur la ciliogenèse. Ces composés ont été testés sur des cellules épithéliales rénales (UREC) précédemment caractérisées provenant de patients NPHP1 ainsi que sur de nouvelles UREC générées à partir de deux patients NPHP5, qui présentent également des défauts ciliaires importants (ciliogenèse et composition ciliaire). Alors qu'aucun effet spécifique n'ait été observé avec les nouvelles molécules issues de notre crible, les agonistes des EPs et l'Eupatilin ont montré des effets positifs sur la ciliogenèse dans les contextes NPHP1 et NPHP5. Fait intéressant, une analyse transcriptomique dans les UREC NPHP1 a révélé que le traitement à l'Eupatilin agit principalement par une régulation négative de la progression du cycle cellulaire, avec un certain chevauchement avec les voies modulées par les agonistes des EPs. Par conséquent, nos résultats étendent nos observations initialement faites dans le contexte de NPHP1 et élargissent l'utilisation potentielle des agonistes des récepteurs des prostaglandines et de l'Eupatilin dans différents contextes NPHPs. Une autre partie de notre travail a été consacrée à la génération de modèles d' NPHP5 d'organoïdes rénaux et de poisson zèbre invalidés pour NPHP5 dans le but de les utiliser pour études transcriptomiques et/ou pour le test des molécules caractérisées dans les URECs. Ces objectifs n'ont pas pu être atteints principalement parce que les différentes approches basées sur la technique CRISPR n'ont pas permis d'obtenir des clones d'hiPSC avec des allèles nuls homozygotes pour NPHP5 et n'ont pas conduit à des phénotypes de ciliopathies chez les embryons de poisson zèbre.

Background: Primary cilia are sensory antennas that are present on the majority of quiescent vertebrate cells where they mediate key signaling during development and in response to environmental stimuli. Defects in primary cilia result in a group of heterogeneous inherited disorders with overlapping phenotypes, called ciliopathies. Nephronophthisis is an autosomal recessive tubulo-interstitial kidney ciliopathy with more than 25 identified genes called NPHP . Presently, no treatment exists beyond supportive care and kidney transplant, underscoring the need for novel therapies. Methods: Using a phenotypic screening approach in cultured cell lines, we previously identified prostaglandin analogues as candidate therapeutic molecules based on their ability to rescue ciliogenesis defects in kidney tubular cells from NPHP1 patients. Here, we have investigated the potential beneficial effects of ROCK inhibitors and Eupatilin, similarly identified by other groups in different NPHP contexts, in kidney cells from NPHP1 and IQCB1/NPHP5 patients as well as in a zebrafish NPHP mutant line ( traf3ip1/ift54 ). Results: Eupatilin partially rescued NPHP1 -associated ciliogenesis defects. Transcriptomic analyses pointed out that cell cycle progression was inhibited by Eupatilin, likely explaining its broad effects on cilia assembly. Interestingly, while ciliary defects also observed in NPHP5 patient cells were rescued by both prostaglandins and Eupatilin, only prostaglandin analogues were able to reduce pronephric cysts size in the used nphp zebrafish model. Conclusion: Our study indicates that these molecules can show beneficial effects across genetic contexts and shed light on their potential as therapeutic interventions for nephronophthisis.

Skeletal dysplasias comprise a large spectrum of mostly monogenic disorders affecting bone growth, patterning, and homeostasis, and ranging in severity from lethal to mild phenotypes. This study aimed to underpin the genetic cause of skeletal dysplasia in three unrelated families with variable skeletal manifestations. The six affected individuals from three families had severe short stature with extreme shortening of forelimbs, short long-bones, and metatarsals, and brachydactyly (family 1); mild short stature, platyspondyly, and metaphyseal irregularities (family 2); or a prenatally lethal skeletal dysplasia with kidney features suggestive of a ciliopathy (family 3). Genetic studies by whole genome, whole exome, and ciliome panel sequencing identified in all affected individuals biallelic missense variants in KIF24, which encodes a kinesin family member controlling ciliogenesis. In families 1 and 3, with the more severe phenotype, the affected subjects harbored homozygous variants (c.1457A>G; p.(Ile486Val) and c.1565A>G; p.(Asn522Ser), respectively) in the motor domain which plays a crucial role in KIF24 function. In family 2, compound heterozygous variants (c.1697C>T; p.(Ser566Phe)/c.1811C>T; p.(Thr604Met)) were found C-terminal to the motor domain, in agreement with a genotype–phenotype correlation. In vitro experiments performed on amnioblasts of one affected fetus from family 3 showed that primary cilia assembly was severely impaired, and that cytokinesis was also affected. In conclusion, our study describes novel forms of skeletal dysplasia associated with biallelic variants in KIF24. To our knowledge this is the first report implicating KIF24 variants as the cause of a skeletal dysplasia, thereby extending the genetic heterogeneity and the phenotypic spectrum of rare bone disorders and underscoring the wide range of monogenetic skeletal ciliopathies. © 2022 The Authors. Journal of Bone and Mineral Research published by Wiley Periodicals LLC on behalf of American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR).

Neurons of the neocortex are generated by stem cells called radial glial cells. These polarized cells extend a short apical process toward the ventricular surface and a long basal fiber that acts as a scaffold for neuronal migration. How the microtubule cytoskeleton is organized in these cells to support long-range transport is unknown. Using subcellular live imaging within brain tissue, we show that microtubules in the apical process uniformly emanate for the pericentrosomal region, while microtubules in the basal fiber display a mixed polarity, reminiscent of the mammalian dendrite. We identify acentrosomal microtubule organizing centers localized in varicosities of the basal fiber. CAMSAP family members accumulate in these varicosities, where they control microtubule growth. Double knockdown of CAMSAP1 and 2 leads to a destabilization of the entire basal process. Finally, using live imaging of human fetal cortex, we reveal that this organization is conserved in basal radial glial cells, a related progenitor cell population associated with human brain size expansion.