206 - Organismes vivants

Plusieurs facteurs environnementaux peuvent mener à la limitation en oxygène chez les plantes (hypoxie). Paradoxalement, le stress hypoxique mène à une augmentation intracellulaire de dérivés réactifs de l’oxygène (ROS) ainsi que de dérivés réactifs de l’azote (RNS). Ces molécules ont la propriété commune d’oxyder les groupements thiols des résidus cystéines (Cys) de diverses protéines. Au cours de ce projet, nous nous intéressons à l’alcool déshydrogénase (ADH) d’Arabidopsis thaliana, un enzyme essentiel à la fermentation alcoolique durant l’hypoxie. Nous avons purifié l’ADH d’A. thaliana sous forme recombinante et démontré que cet enzyme était sensible à l’inhibition par les ROS (H₂O₂) et les RNS (monoxyde d’azote). L’addition de DTT permet de récupérer l’activité de l’ADH après le traitement au monoxyde d’azote mais est inefficace après un traitement avec le H₂O₂. La liaison de l’ADH au NAD⁺ ou au NADH prévient l’inhibition, suggérant que ces cofacteurs bloquent ou limitent la disponibilité des Cys ciblées. Nous avons également démontré que l’ADH peut former un pont disulfure avec le glutathion (S-glutathionylation) sans affecter son activité enzymatique. Les analyses effectuées par LC-MS/MS ont permis d’identifier deux résidus Cys pouvant lier le glutathion ainsi que la présence de ponts disulfures dans la structure de l’enzyme. Ces résultats suggèrent que l’ADH est sujette à plusieurs modifications redox affectant différemment son activité enzymatique.

Les virus sont des experts pour modifier l’homéostasie cellulaire. Récemment, plusieurs groupes ont démontré que quelques virus pouvaient modifier l’épissage alternatif (ÉA) de certains transcrits cellulaires. Puisque l’ÉA possède un rôle important de régulation, nous avons émis l’hypothèse que ces changements d’épissage causés par des virus pourraient être beaucoup plus importants. Pour étudier la modulation de l’ÉA des transcrits cellulaires, des cellules L929 contrôles et infectées avec Réovirus ont été analysées par séquençage d’ARN à haut-débit pour caractériser l’ensemble des événements d’ÉA. Nos résultats ont permis d’identifier 240 événements d’ÉA modifiés de manière statistiquement significative (q<0,05) touchant 194 gènes. Nous avons par la suite investigué la cause de ces changements. Premièrement, le facteur d’épissage ESRP1 est surexprimé au-delà de 40 fois suite à l’infection. Une expérience de co-culture a permis de déterminer que la surexpression d’ESRP1 ne nécessite pas la présence de Réovirus, mais plutôt la réponse immunitaire cellulaire liée à l’infection virale. Cependant, le présence de Réovirus est nécessaire pour induire les changements d’épissage dans 10 gènes précédemment identifiés. Nous avons démontré que Réovirus induit des changements d’épissage alternatifs chez la cellule-hôte et que cette modulation ne semble pas provenir de la réponse immunitaire cellulaire mais semble plutôt nécessiter la présence du virus.

Le virus Zika, un membre du genre Flavivirus, est un virus émergeant qui constitue une grande préoccupation de santé publique. Comme les autres Flavivirus, le virus Zika peut infecter le système nerveux central, et suite à l’épidémie de fièvre Zika de 2015-2016 en Amérique du Sud, ce virus a été associé au syndrome de Guillain-Barré ainsi qu’au développement de microcéphalie lorsqu’il y a infection du fœtus.

Nous étudions les interactions entre le virus Zika et ses cellules hôte dans le but de découvrir comment il module les processus cellulaires et cause des maladies graves.

Des cellules gliales, qui sont les cellules les plus abondantes du système nerveux central, ont été infectées avec le virus Zika, et des cellules non infectées ont servi de contrôle. Les ARNm ont été extraits, purifiés et séquencés. Des changements dans l’expression des gènes ont été identifiés à l’aide de DESeq2, et des modulations au niveau de l’épissage alternatif ont été analysés avec rMATS.

Plusieurs centaines de gènes sont différentiellement exprimés ou épissés lors d’une infection avec le virus Zika. De plus, plusieurs gènes impliqués dans le développement du système nerveux sont affectés par ces dérégulations. Globalement, nos résultats donnent un aperçu des façons dont le virus Zika interagit avec ses cellules hôte et mène au développement de maladies graves.

L’épidermolyse bulleuse simplex (EBS) est une maladie génétique de la peau dont le mode de transmission est généralement autosomique dominant. L’EBS et causé par des mutations dans les gènes kératine (KRT) 5 et KRT14. Les mutations entrainent des problèmes dans la formation des filaments intermédiaires des protéines, provoquant l’apparition de bulles. Aucun traitement n’est disponible. Ainsi, l’utilisation CRISPR-Cas9 pour corriger la mutation s’avère une avenue thérapeutique potentielle. Ce projet consiste à induire une coupure double brin dans l’ADN pour corriger les mutations par recombinaison homologue (HDR) à des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) pour produire des iPSC corrigées à partir des cellules de patients. Ces iPSC pourront être différenciées en kératinocytes permettant la synthèse de la peau en laboratoire pour réaliser des autogreffes aux patients. À ce jour, trois ARN guides (sgRNA) ont été choisi pour chacune des mutations à l’étude. Des résultats sur des cellules rénales embryonnaires humaines (HEK293T) et des fibroblastes primaires ont démontré l’efficacité des sgRNA et de CRISPR-Cas9. La présence de recombinaison homologue dans les HEK293T, lors de l’utilisation d’un ADN donneur placé dans un vecteur et avec un ADN simple brin (SSDNA) a été démontrée. D’autres résultats préliminaires dans les fibroblastes primaires montrent la présence potentielle de HDR. Les expériences pour confirmer la présence de HDR dans les fibroblastes sont en cours.