L’obésité, aujourd’hui un fléau mondial, résulte d’un déséquilibre entre l’apport et les dépenses énergétiques quotidiennes conduisant à l’hypertrophie de la masse adipeuse. La leptine est une hormone clé dans la régulation de cette balance énergétique. Elle est sécrétée par le tissu adipeux et, en se fixant sur le récepteur LepRb des neurones POMC du noyau arqué de l’hypothalamus, elle diminue la prise alimentaire.

 

La plupart des individus atteints d’obésité ne répondent pas à la leptine circulant dans leur organisme. Les bases moléculaires de la leptino-résistance, un des principaux mécanismes conduisant à l’obésité,sont encore mystérieuses mais l’interruption de la transduction du signal leptine pourrait être en la cause. La connaissance de la machinerie moléculaire intervenant dans la signalisation leptine est donc un enjeu majeur pour espérer comprendre l’étiologie de l’obésité. Le syndrome de Bardet-Biedl est une maladie génétique autosomique récessive causée parla dysfonction du cil primaire qui associe obésité, rétinite pigmentaire, reins kystiques etpolydactylie.

 

Le cil primaire est une antenne cellulaire ubiquitaire indispensable à la transduction de voies de signalisation essentielles au développement vertébré telles que SHH, PDGFαα et la polarité planaire. Mon futur laboratoire (celui du Dr Nachury à l’Université de Stanford) a récemment découvert que sept des protéines BBS et un nouveaupeptide BBIP10 forment un complexe, le BBSome, et que ce dernier opère à la façon d’unmanteau protéique semblable à la clathrine et participe au transport de récepteurs tels quecelui à la somatostatine, SSTR3. Des travaux récents ont montré que les modèles murins duBBS souffrent d’hyperleptinémie et de leptino-résistance, et que la signalisation leptine estinterrompue en aval du récepteur LepRb dans les neurones POMC. Ces travaux suggèrent que le BB Some pourrait transporter le LepRb vers le compartiment ciliaire, et que cet adressage pourrait être indispensable à la transduction du signal leptine.

 

Dans ce sens, une étude préliminaire menée par le laboratoire du Dr Nachury a démontré que le BB Some et le récepteur à la leptine interagissent et que ce dernier est concentré dans le compartiment ciliaire de cellules rénales. Cette étude est donc destinée à investiguer le rôle et les mécanismes du transport du récepteur à la leptine ainsi que l’implication fonctionnelle de ceprocessus dans la signalisation leptine.Les modèles disponibles pour l’étude de la signalisation leptine reposent sur la sur expression massive du LeRb dans des lignées cellulaires normalement insensibles à ce signal. De plus, la localisation du LepRb endogène s’est confrontée à l’absence d’anticorps hautement spécifiques dirigés contre cette protéine.

 

Une première partie de notre projet consiste donc en la mise au point de deux outils permettant d’étudier la signalisation leptine dans un système plus physiologique. Premièrement, nous envisageons de générer une librairie de nouveaux anticorps dirigés contre LepRb par présentation de peptide à la surface de la capside de phage (phage-display), technique qui permet l’obtention d’anticorps hautement spécifiques contre des protéines peu immunisantes. Ensuite, nous adapterons une culture organo typique de tranches d’hypothalamus à l’étude et la visualisation du cil primaire des neurones POMC.

 

Dans un deuxième temps, nous proposons de tester si letransport du LepRb vers le compartiment ciliaire est nécessaire à la transduction du signalleptine. Pour y parvenir, nous suivrons la localisation de LepRb et de certains acteurs de lacascade de signalisation leptine (JAK2, STAT3 and SOCS3) par imunohistochimie aprèsstimulation par la leptine. La translocation du LepRb dans le compartiment ciliaire sera corrélée à l’immunodétection de la forme phosphorylée de STAT3, témoin de l’activation dela voie leptine.

 

Une troisième partie de notre étude évaluera l’importance du BBSome dans le transport ciliaire et la fonction du LepRb. Pour y parvenir, nous testerons la translocation ciliaire du LepRb sur des cultures organotypique de souris bbs.  Enfin, nous déterminerons le domaine d’interaction entre le LepRb et le BBSome afin de générer un mutant ponctuel duLepRb incapable de se lier à ce complexe qui sera testé pour sa translocation ciliaire et sacapacité à activer la voie leptine.

 

Notre travail devrait permettre de proposer un mécanismeoriginal où la translocation du LepRb par le BBSome vers le compartiment ciliaire estessentielle à la transduction du signal leptine. La découverte de ce processus contribuera à la compréhension des mécanismes impliqués dans la léptino-résistance causant l’obésité(commune et liée au BBS) et ouvrira la voie à d’éventuelles stratégies pharmacologiques.