La caractérisation fonctionnelle des variants C- et N-terminaux de CDC42 révèle différents mécanismes pathogéniques menant à l’auto-inflammation

Abstract

Introduction

Les actinopathies auto-inflammatoires sont des maladies monogéniques responsables d’une perturbation de l’homéostasie du cytosquelette d’actine, en particulier dans les cellules immunitaires, aboutissant à des manifestations inflammatoires. CDC42, une GTPase clé de la famille Rho, est une des protéines primordiales à la régulation correcte de la dynamique de l’actine, et joue également un rôle régulateur de l’inflammasome pyrine. Alors que les variants C-terminaux de CDC42 (R186C, C188Y, *192C*24) provoquent des symptômes auto-inflammatoires sévères avec notamment polyarthrite, atteinte cutanée, hépato-splénomégalie et risque important de syndrome d’activation macrophagique, le variant N-terminal Y64C est associé à un retard neurodéveloppemental et à des symptômes inflammatoires modérés (syndrome de Takenouchi-Kosaki). À ce jour, la plupart des défauts fonctionnels ont été rapportés uniquement pour le variant R186C de CDC42. Nous avons cherché à étudier et caractériser les différentes altérations des voies de signalisation partagées par ces variants.

Matériels et méthodes

Nous avons réalisé une analyse par imagerie du cytosquelette d’actine et de la translocation nucléaire de NF-κB, couplée à une cytométrie en flux dans des cellules de patients ou la lignée cellulaire THP-1 exprimant ces différents variants de CDC42. Des cellules U937 transfectées ont également été utilisées pour évaluer la pyroptose dépendante de l’inflammasome pyrine. Enfin, nous avons réalisé un test de migration cellulaire sur des fibroblastes dermiques primaires dérivés des patients Y64C, R186C et C188Y.

Résultats

Le variant N-terminal Y64C de CDC42 se localise normalement dans la cellule et ne montre aucun défaut dans la formation des filaments d’actine ou l’activation de NF-κB. Les trois variants C-terminaux présentent des localisations subcellulaires aberrantes et des altérations fonctionnelles partagées, notamment une polymérisation réduite des filaments d’actine ainsi qu’une translocation nucléaire et phosphorylation accrues de NF-κB. Cependant, nous démontrons qu’il n’y a pas de relation causale entre ces deux événements dans la mesure où la réduction artificielle du contenu cellulaire en filaments d’actine à l’aide de médicaments pharmacologiques spécifiques n’est pas suffisante pour hyperactiver NF-κB. Il existe également une altération de la capacité de migration des fibroblastes dermiques primaires R186C et C188Y, moins prononcée que pour le variant Y64 C. Enfin, les variants golgiens R186 C et *192C*24 montrent également un excès de pyroptose pyrine-dépendante, alors que les variants Y64C et C188Y non.

Conclusion

Cette étude met en lumière une hétérogénéité fonctionnelle entre les différents variants de CDC42, responsables de conséquences distinctes sur le cytosquelette d’actine et les voies inflammatoires. Ces résultats soulignent l’importance de stratégies thérapeutiques personnalisées, adaptées au variant spécifique présent chez le patient, pour une prise en charge optimale des manifestations auto-inflammatoires sévères, parfois engageant le pronostic vital.