La phénylcétonurie : étude de la myélinisation du système nerveux central et contribution à la thérapie génique.

Abstract

La phénylcétonurie (PCU est une maladie métabolique génétique causée par une déficience d'activité phénylalanine hydroxylase (PAH). Une hypomyélinisation du cerveau a été documentée chez les patients non traités, mais sa pathophysiologie reste floue. Nous avons investigué l'influence de la phénylalanine (Phe), phénylpyruvate (PP) et phénylacétate (PA) sur les oligodendrocytes. Nous avons premièrement montré dans un modèle murin de PCU que le nombre d'oligodendrocytes n'était pas différent dans le corps calleux entre animaux PCU et sains. Ensuite, en utilisant la technique des co-cultures myélinisantes nous avons pu déterminer que Phe, PP et PA n'ont pas d'effet direct sur la synthèse des gaines de myéline. Ces données indiquent que ces trois composés n'exercent probablement pas de rôle direct dans l'hypomyélinisation du système nerveux central constatée dans le cadre de la PCU. Ces données suggèrent donc des mécanismes d'action indirects.De plus, nous avons investigué la faisabilité d'un modèle de thérapie génique pour la PCU. Celui-ci implique la transduction ex vivo d'hépatocytes ou cellules souches mésenchymateuses par un vecteur lentiviral puis leur implantation dans le foie de l'organisme receveur.Phenylketonuria (PKU) is a metabolic geneticdisease characterized by deficient phenylalanine hydroxylase(PAH) enzymatic activity. Brain hypomyelination has beenreported in untreated patients, but its mechanism remainsunclear. We therefore investigated the influence of phenylalanine(Phe), phenylpyruvate (PP), and phenylacetate (PA) onoligodendrocytes. We fisrt showed in a mouse model of PKUthat the number of oligodendrocytes is not different in corpuscallosum sections from adult mutants or from control brains.Then, using enriched oligodendroglial cultures, we detectedno cytotoxic effect of high concentrations of Phe, PP, or PA.Finally, we analyzed the impact of Phe, PP, and PA on themyelination process in myelinating cocultures using both anin vitro index of myelination, based on activation of themyelin basic protein (MBP) promoter, and the directquantification of myelin sheaths by both optical measurementand a bioinformatics method. None of these parameters wasaffected by the increased levels of Phe or its derivatives. Takentogether, our data demonstrate that high levels of Phe, such asin PKU, are unlikely to directly induce brain hypomyelination,suggesting involvement of alternative mechanisms inthis myelination defect.Moreover, we investigated the feasibility of a gene therapy for phenylketonuria. This project involved the ex vivo transduction of hepatocytes and mesenchymal stem cells with lentivirus vector and the engraftment of these cells in the liver's recipient