Description

CAV1 code pour la cavéoline-1 (cav1), qui forme les cavéoles de la membrane plasmique (MP), impliquées dans plusieurs voies de signalisation.
Nous avons montré que des mutations bialléliques nulles de CAV1 empêchant la formation des cavéoles induisent une lipodystrophie généralisée avec résistance à l'insuline.
Récemment, nous avons identifié un variant de novo hétérozygote CAV1 p.Q142*, tronquant en C-terminal, responsable d’un syndrome de vieillissement accéléré néonatal. Q142*-cav1 est exprimée dans les fibroblastes du patient et des cavéoles sont présentes à la MP. Les cellules du patient présentent une résistance à l'insuline et une sénescence accrues. L'analyse transcriptomique a montré, dans les fibroblastes du patient vs témoin, des gènes différentiellement exprimés impliqués dans le cycle cellulaire et/ou la dynamique de l’actine.

Des études récentes ont montré que cav1 s'assemble en disques amphipathiques de 11 protomères organisés en spirale dans le feuillet interne de la MP, et que le désassemblage des cavéoles induit par le stress libère des structures Cav1 8S (“scaffolds”) qui modulent la dynamique de l'actine et interagissent avec des effecteurs de signalisation.

Notre hypothèse est que le variant CAV1 p.Q142* modifierait spécifiquement la structure et les interactions de cav1. En accord, notre analyse protéomique des interacteurs de cav1 a identifié plusieurs protéines dont les interactions sont spécifiquement modifiées dans les fibroblastes du patient.

Pour décrypter la physiopathologie du vieillissement accéléré lié aux variants de cav1, trois axes de recherche seront développés:

1 – Quelle est la localisation cellulaire de Q142*-cav1 et son impact sur la mécano-transduction?
A partir du réticulum endoplasmique (RE), cav1 transite par le Golgi pour atteindre la MP. Nous évaluerons la localisation subcellulaire de Q142*-Cav1 par immunofluorescence et microscopie d'expansion, en utilisant des marqueurs du RE, Golgi et MP, et des anticorps dirigés contre cav1 et ses partenaires aux cavéoles. Grâce à des techniques d'imagerie avancée (RUSH, microscopie à haute résolution dSTORM), nous étudierons l’adressage de cav1 à la PM dans des cellules HeLa surexprimant cav1 WT et Q142* (collaboration C Blouin, Institut Curie, U1339). Nous comparerons la signalisation des fibroblastes témoins et mutés après stress mécanique.

2- Quel est l'impact du variant CAV1 Q142* sur la structure et les interactions de cav1 ?
Nous quantifierons par spectrométrie de masse la proportion de protéines WT et mutées dans les cellules du patient (lysat total et fractions enrichies en MP). En fonction, nous pourrons modéliser, à l’aide de logiciels de simulation de dynamique moléculaire, l'impact de la mutation Q142* sur la stabilité des oligomères cav1 contenant un ou plusieurs protomères mutés et prédire les modifications d’interactions de cav1 muté avec ses partenaires (collaboration S Zinn, CEA, UMR9198). Dans les cellules, nous étudierons les interactions entre cav1 WT et mutée et les candidats identifiés en protéomique. L'implication des partenaires de cav1 mutée sur la dynamique du cytosquelette d'actine sera étudiée par imagerie cellulaire sur cellules vivantes à l'aide de sondes spécifiques.

3- Des modulateurs spécifiques des fonctions de cav1 pourraient-ils corriger le phénotype cellulaire lié à l’expression de Q142*-cav1 ?
Nous évaluerons l’impact de modulateurs de la nucléation et de la polymérisation de l'actine et/ou de l'activité des petites GTPases associées à cav1 sur la sénescence cellulaire et la résistance à l'insuline dans les cellules mutées. Des petits peptides ciblant les régions structurales de cav1 impactées par le variant CAV1 Q142* pourront également être testés.

En identifiant les bases physiopathologiques du syndrome progéroïde associé à CAV1, cette étude permettra de comprendre les relations structure-fonctions de Cav1, et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les cavéolinopathies.

Compétences requises

expérience souhaitée en biologie cellulaire pas de candidat.e pressenti.e

Bibliographie

Karhan AN, Zammouri J, Auclair M, Capel E, Apaydin FD, Ates F, Verpont MC, Magré J, Fève B, Lascols O, Usta Y, Jéru I, Vigouroux C. Biallelic CAV1 null variants induce congenital generalized lipodystrophy with achalasia. Eur J Endocrinol 2021. PMID: 34643546.

Garg A, Kircher M, Del Campo M, Amato RS, Agarwal AK; University of Washington Center for Mendelian Genomics. Whole exome sequencing identifies de novo heterozygous CAV1 mutations associated with a novel neonatal onset lipodystrophy syndrome. Am J Med Genet A 2015. PMID: 25898808.

Singh V, Breton V, Viaris de Lesegno C, Macé AS, Bun P, Blouin CM, Vishen AS, Sens P, Lamaze C. Spatiotemporal coupling of caveolae mechanosensing and RhoA-GEFs regulates cell polarity and directional migration. Nat Commun 2025. PMID: 41387450.

Mots clés

Cavéoline-1, Vieillissement, Sénescence, Physiopathologie, Thérapeutique