Analyse fonctionnelle de nouvelles mutations pathogènes du canal chlorure CLC-KB impliquées dans le syndrome de Bartter

Abstract

Le syndrome de Bartter de type III résulte de mutations du gène CLCNKB codant le canal chlorure CLC-KB. Un grand nombre de mutations a été répertorié, mais peu d entre elles ont été caractérisées fonctionnellement. Devant ce manque de données, nous nous sommes fixés comme objectif de procéder à une analyse fonctionnelle des mutations de CLCNKB pour tenter d approfondir davantage les mécanismes de régulation de CLC-KB. Ce travail a nécessité l emploi de trois systèmes d expression hétérologue, les ovocytes de Xenopus laevis et les lignées cellulaires rénales HEK293T et MDCK, afin de procéder à des analyses électrophysiologiques et des expériences de biologie cellulaire. Nous démontrons que toutes les mutations étudiées altèrent l expression membranaire de la protéine et que la conductance résiduelle est proportionnée à cette expression. Ainsi, la réduction des courants provient d une réduction du nombre de canaux et non d une altération majeure de la conduction ou de la régulation. Nous rapportons également que certaines mutations modifient la sensibilité au pH et au calcium extracellulaires du CLC-KB. Cette altération peut avoir un impact pathologique majeur. En conclusion, cette étude fonctionnelle montre le rôle essentiel du CLC-KB dans le maintien de la balance sodée et laisse entrevoir un espoir thérapeutique à long terme de restauration des anomalies précisément identifiées. Enfin, l analyse de mutations est un outil extrêmement puissant pour les études structure-fonction. Associée à la recherche de nouveaux partenaires, elle devrait permettre de découvrir les régulations physiologiques de ce canal, pour l heure presqu inconnues.Bartter s syndrome type III results from loss-of-function mutations in the CLCNKB gene that encodes the CLC-KB chloride channel. To date, few CLCNKB mutations have been fully functionally investigated. In this study, we have investigated the functional consequences of novel CLCNKB mutations (collected by the Department of Genetics of the European Georges Pompidou Hospital) in Xenopus laevis oocytes, HEK293T and MDCK cells, in terms of electrical activity and surface expression. We have demonstrated that all mutations decreased plasma membrane expression and conductance of CLC-KB in similar proportions, indicating that altered cell surface expression is the main functional defect caused by CLCNKB mutations. However, some mutations also alter external pH and calcium sensitivity. The physiological relevance of these regulations is open to question, but clearly, their alteration could have a pathological impact. In conclusion, this functional study highlights the essential role of CLC-KB in the preservation of sodium balance and provides new clues for finding specific therapeutic drugs that would be able to restore sufficient function of CLC-KB in patients with Bartter s syndrome type III. Moreover, functional analysis of mutations is an extremely powerful tool for structure-function studies. In association with the search of new partners, it should allow discovering the physiological regulations of this channel that are almost unknown.PARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF