Maladie de Charcot-Marie-Tooth : Evaluation de molécules thérapeutiques naturelles et/ou repositionnées sur des modèles cellulaires et animaux innovants // Charcot-Marie-Tooth disease: Evaluation of natural and/or repositioned therapeutic molecules in inn

L'objectif principal de notre groupe, au sein de l'équipe UR20218-NeurIT, est de développer des thérapies innovantes pour traiter les patients atteints de neuropathies périphériques héréditaires (IPN), dont la maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT).

La CMT est la IPN la plus fréquente chez l'Homme. Plus de 100 gènes CMT sont connus, à ce jour (1). Pour plus de 40% d'entre eux, des mutations de type Codon de Terminaison Prématurée (PTC) sont responsables de l'atteinte des patients. Ces mutations conduisent soit à la production de protéines tronquées en raison de l'arrêt prématuré de la traduction, soit à une quasi-absence de protéines, les ARNm porteurs de PTC étant généralement dégradés rapidement par un mécanisme cellulaire de contrôle qualité des ARNm appelé « nonsense-mediated mRNA decay (NMD) » (2, 3). Notre hypothèse de recherche est que ces mutations PTC pourraient être cachées par certaines molécules thérapeutiques dans les cellules touchées chez les patients CMT, permettant alors de rétablir la production des protéines d'intérêt.

Dans cette perspective, une stratégie pour corriger les mutations non-sens consiste à utiliser des activateurs de translecture (« ReadThrough Activator », RTA) qui permettent l'incorporation d'un acide aminé à la position du PTC au cours de la traduction. Cette approche peut être associée ou non avec des molécules Inhibitrices du NMD (NMDI). Ces molécules ayant des activités RTA et/ou NMDI apparaissent comme des outils thérapeutiques prometteurs (4). De telles molécules sont déjà connues « Gentamicin ou Ataluren », mais elles ont une efficacité limitée et/ou conduisent à des effets secondaires toxiques. Nous souhaitons ainsi identifier de nouvelles molécules efficaces pour traiter les patients.

Ce projet, dans lequel s'intégrera l'étudiant(e), a été initié en 2020 et a été soutenu financièrement par l'ANR et par la Région Nouvelle Aquitaine. Le travail collaboratif avec nos partenaires lillois (INSERM-U1277) et bordelais (INSERM-U1218), nous a déjà permis : 1) d'identifier de potentielles molécules thérapeutiques (RTA et NMDI) (4); 2) Créer et caractériser des modèles cellulaires innovants mimant les cellules touchées chez les patients CMT (neurones, cellules de Schwann): un modèle GDAP1 et deux modèles SH3TC2 (5-8) et 3) d'initier les tests d'efficacité d'une première molécule : l'Amlexanox, sur les cellules neuronales GDAP1 (9). En parallèle à ce travail, nous avons identifié des modèles animaux spontanés présentant des codons non-sens dans certains des gènes responsables de la CMT.

Dans le cadre de cette thèse, l'étudiant(e) aura les objectifs suivants :
Le premier objectif sera de tester l'efficacité des molécules d'intérêt en association ou non sur nos modèles cellulaires différenciés neuronaux et gliaux (2D et 3D) dérivés d'hiPSc présentant des mutations sur les gènes GDAP1 et SH3TC2. Des expériences de biologie moléculaire mesurant le niveau d'expression des gènes, ainsi que des expériences de biochimie s'intéressant à l'expression et à l'activité des protéines seront réalisées.
Le deuxième objectif sera de caractériser, au minimum, un des modèles animaux identifiés : des souris présentant une mutation PTC sur leur gène endogène Sh3tc2. L'atteinte de ces animaux sera évaluée sur les deux aspects de la CMT qui est une atteinte sensitivo-motrice. Les expériences réalisées au laboratoire seront : 1) au niveau moteur, le rotarod, le Cat-Walk, etc … ; 2) au niveau sensitif, Test de von Frey, etc ….
Le troisième objectif sera de tester les molécules ou les combinaisons de molécules sélectionnées à l'issue de la réalisation du premier objectif, sur le/les modèle(s) murin(s) caractérisé(s) dans le deuxième objectif, en utilisant les mêmes approches expérimentales.

Pour faciliter le transfert des résultats à l'homme, notre équipe a choisi d'utiliser pour ces tests des molécules naturelles, issues de plantes comestibles par exemple et/ou des molécules repositionnées.
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The main objective of our team, within the UR20218-NeurIT laboratory, is to develop innovative therapies to treat patients suffering from inheredited peripheral neuropathies (IPN), including Charcot-Marie-Tooth disease (CMT).

CMT is the most common IPN in humans. Over 100 CMT genes are known to date (1). In over 40% of cases, mutations of the Premature Termination Codon (PTC) type are responsible for the disease. These mutations lead either to the production of truncated proteins due to premature termination of translation, or to a virtual absence of proteins, as mRNAs carrying PTCs are generally rapidly degraded by a cellular mRNA quality control mechanism known as “nonsense-mediated mRNA decay (NMD)” (2, 3). Our research hypothesis is that these PTC mutations could be hidden by certain therapeutic molecules in the affected cells of CMT patients, thus enabling the production of proteins of interest to be restored.

One strategy for correcting nonsense mutations is to use ReadThrough Activators (RTAs), which allow the incorporation of an amino acid at the PTC position during translation. This approach may or may not be combined with NMD inhibitor molecules (NMDI). These molecules with RTA and/or NMDI activities are emerging as promising therapeutic tools (4). Gentamicin and Ataluren are already known molecules, but their efficacy is limited and/or they have toxic side-effects. Our aim is to identify new, effective molecules for treating patients.

This project, into which the student will be integrated, was initiated in 2020 and has been financially supported by the ANR and the Nouvelle Aquitaine Region. Collaborative work with our partners in Lille (INSERM-U1277) and Bordeaux (INSERM-U1218), has already enabled us to: 1) identify potential therapeutic molecules (RTA and NMDI) (4); 2) create and characterize innovative cellular models mimicking the cells affected in CMT patients (neurons, Schwann cells): a GDAP1 model and two SH3TC2 models (5-8) and 3) initiate efficacy testing of a first molecule: Amlexanox, on GDAP1 neuronal cells (9). In parallel with this work, we have identified spontaneous animal models with nonsense codons in some of the genes responsible for CMT.

Within the framework of this thesis, the student will have the following objectives:
The first objective will be to test the efficacy of the molecules of interest in combination or not on our differentiated neuronal and glial cell models (2D and 3D) derived from hiPSc with mutations in the GDAP1 and SH3TC2 genes. Molecular biology experiments measuring gene expression levels, as well as biochemistry experiments focusing on protein expression and activity, will be carried out.
The second objective will be to characterize at least one of the animal models identified: mice with a PTC mutation in their endogenous Sh3tc2 gene. These animals will be evaluated for both aspects of CMT, which is a sensory-motor disease. The experiments carried out in the laboratory will be: 1) at motor level, rotarod, Cat-Walk, etc.; 2) at sensory level, von Frey test, etc. ....
The third objective will be to test the molecules or combinations of molecules selected in the first objective, on the mouse model(s) characterized in the second objective, using the same experimental approaches.

To facilitate the transfer of results to humans, our team has chosen to use natural molecules, from edible plants for example, and/or repositioned molecules.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université de Limoges

652 Biologie, Chimie, Santé

Nous recherchons un(e) étudiant(e) extrêmement motivé(e) par la recherche, les travaux avec les cellules iPS demandant une attention régulière. Nous privilégierons les étudiant(e)s ayant déjà une expérience en culture cellulaire, avec idéalement une expérience dans la culture des iPSc. Des connaissances solides en génétique, biologie moléculaire, biochimie et physiologie sont requises, ainsi qu'une bonne maitrise de l'anglais. Concernant l'expérimentation animale, l'étudiant(e) suivra une formation diplômante en début de thèse et sera encadré(e) par des seniors qui ont les compétences et les niveaux requis pour l'expérimentation animale. Toute expérience dans ce domaine sera appréciée, sans que cela soit un point limitant pour le recrutement. Au cours de sa formation doctorale, le/la doctorant(e) recruté(e) devra participer, dans le cadre de son cursus à l'Université de Limoges, à différentes formations et notamment à la sensibilisation à l'entrepreneuriat et à l'enseignement. Ces formations se révèlent particulièrement efficaces : parmi nos derniers doctorants, l'un est à présent chef d'entreprise, une seconde est responsable de la coordination et de la promotion de la recherche dans une Université française, un troisième est chargé de recherche Inserm, un est enseignant-chercheur et deux sont enseignant-chercheur-praticien hospitalier. Le/la doctorant(e) pourra participer à des groupes de travail avec des acteurs socio-économiques de la Région Nouvelle-Aquitaine. Il/elle participera également à des congrès internationaux et nationaux par le biais de communications orales ou affichées. Cela lui permettra, en plus de la présentation de ses résultats, de mettre en place un réseau de travail national et international. Ces contacts seront alors source d'opportunité de positions post-doctorales ou de recrutements.
We are looking for a student who is highly motivated by research, as work with iPS cells requires regular attention. We prefer students with previous experience in cell culture, ideally with experience in iPSc culture. Solid knowledge of genetics, molecular biology, biochemistry and physiology is required, as well as a good command of English. With regard to animal experimentation, the student will undergo training leading to a diploma at the start of the thesis, and will be supervised by senior staff with the skills and levels required for animal experimentation. Any experience in this field will be appreciated, without this being a limiting factor for recruitment. As part of their doctoral training at the University of Limoges, the doctoral candidates recruited will be required to take part in various training courses, in particular to raise awareness of entrepreneurship and teaching. These courses have proved particularly effective: among our most recent PhD students, one is now a company director, a second is in charge of coordinating and promoting research at a French university, a third is an Inserm research fellow, one is a teacher-researcher and two are teacher-researcher-hospital practitioners. The doctoral student may take part in working groups with socio-economic players in the Nouvelle-Aquitaine region. He/she will also take part in international and national conferences through oral or poster presentations. In addition to presenting his/her results, this will enable him/her to set up a national and international working network. These contacts will then be a source of opportunities for post-doctoral positions or recruitment.