ACCUMULATION DE CYSTINE DANS LES LYSOSOMES DES SOURIS DEFICIENTES POUR LA CYSTINOSINE, PROTEINE IMPLIQUEE DANS LA CYSTINOSE

S. Cherqui, C. Sevin, G. Hamard, V. Kalatzis, M. Sich, M.-O. Pequignot, K. Gogat, M. Abitbol, M. Broyer,

M.-C. Gubler et C. Antignac

La cystinose est une maladie métabolique héréditaire rare de transmission autosomique récessive qui résulte d’un défaut de transport de cystine hors du lysosome dans lequel elle s’accumule et tend à former des cristaux. Le gène impliqué dans la cystinose, le gène CTNS, code une protéine de 367 acides aminés, la cystinosine, dont l’analyse de la structure primaire suggère qu’elle est composée de 7 domaines transmembranaires, de 7 sites de glycosylation dans sa partie N-terminale et d’un signal potentiel d’adressage aux lysosomes dans sa partie C-terminale, le motif GYDQI. Nous avons montré récemment que la cystinosine est une protéine de la membrane lysosomale, que c’est un transporteur de cystine et qu’il s’agit d’un symporteur cystine-proton.

Nous avons cloné et caractérisé le gène murin homologue du gène CTNS, Ctns qui code une protéine qui présente 92,6% de similitude avec la cystinosine humaine. Nous avons créé un modèle animal de cystinose par invalidation du gène Ctns. L’invalidation du gène a été réalisé grâce à la technique « promoter trap » consistant à remplacer par recombination homologue le gène endogène par le gène interrompu par une cassette βgal-néo précédée d’une séquence IRES. Cette séquence permet la réinitialisation de la traduction et l’expression de la βgalactosidase et la résistance à la néomycine sous le contrôle du promoteur du Ctns. Nous avons ainsi remplacé les 4 derniers exons du gène Ctns et montré que la cystinosine ainsi tronquée n’est plus localisée aux lysosomes et ne transporte pas la cystine.

Les souris Ctns^-/- accumulent la cystine dès la naissance dans les différents organes testés et des cristaux de cystine sont détectés à partir de l’âge de 6 mois dans la plupart des organes. Les souris Ctns^-/- présentent des anomalies oculaires très similaires à celles retrouvées chez les enfants atteints de cystinose infantile, une déminéralisation osseuse, des anomalies musculaires et des troubles du comportement. Cependant les souris Ctns^-/- ne développent pas de tubulopathie ni d’insuffisance rénale. La physiopathologie de la tubulopathie dans la cystinose n’étant pas élucidée, nous espérons que la comparaison des cellules tubulaires d’un point de vue biochimique et génétique chez l’homme et la souris, nous amènera à comprendre l’origine exacte de cette pathologie. Un essai thérapeutique a montré que la cystéamine était efficace chez la souris Ctns^-/-. Ce modèle animal sera donc un outil important pour avancer dans la compréhension de la pathogénie de la cystinose et pour tester de nouvelles thérapeutiques plus efficaces et mieux tolérées que le traitement actuel.