Rôle de la voie TRIM47/NRF2 dans la physiopathologie de la maladie des petits vaisseaux cérébraux // Role of the TRIM47/NRF2 pathway in cerebral small vessel disease pathophysiology

La maladie des petits vaisseaux cérébraux (MPV) désigne un ensemble de pathologies affectant les petits vaisseaux sanguins alimentant les différentes régions cérébrales et provoquant diverses lésions observables en IRM (hyperintensités de la substance blanche, dilation des espaces périvasculaires, microsaignements...). La MPV est la maladie vasculaire la plus courante et représente un enjeu de santé public majeur car elle l'une des principales causes d'accidents vasculaires cérébraux et un contributeur majeur au déclin cognitif et à la démence vasculaire. La MPV est connue pour être une maladie chronique, progressive et multifactorielle (âge, hypertension, stress oxydatif, inflammation, risques génétiques...). Des données plus récentes de la littérature indiquent que le dysfonctionnement de la barrière hémato-encéphalique (BHE) pourrait jouer un rôle important dans la pathogenèse de la MPV. Bien que la MPV représente un futur enjeu majeur de santé avec le vieillissement de la population, la prise en charge de la maladie ne repose principalement que sur la réduction des facteurs de risque. Compte tenu de la nature complexe de la MPV, une meilleure compréhension de sa pathogenèse est une condition préalable pour développer des thérapies innovantes afin de prévenir efficacement le déclin cognitif et la démence.

Sur la base d'importantes données génomiques humaines, notre laboratoire a récemment identifié TRIM47 comme une nouvelle cible putative de la MPV (Mishra, Brain, 2022). TRIM47 (TRIpartite Motif 47) code pour une protéine ubiquitine ligase E3 impliquée dans la tumorigenèse et est fortement enrichie dans les cellules endothéliales cérébrales (CE). Cependant, son rôle dans la physiopathologie cérébrale est mal compris. Nos données in vitro indiquent que TRIM47 présente des propriétés antioxydantes dans les cellules endothéliales microvasculaires du cerveau humain (HBMEC). Un RNA-seq, réalisé sur des HBMEC traitées avec un siRNA dirigé contreTRIM47, a révélé une diminution d'expression de gènes contrôlés par le facteur de transcription protecteur antioxydant Nuclear factor-erythroid factor 2-related factor 2 (NRF2). Nos données in vivo sur des souris délétées pour Trim47 dans tous les tissus (souris Trim47 KO) indiquent que les souris KO présentent des troubles cognitifs (Water et Y maze). Ce dysfonctionnement cognitif (altération de la mémoire spatiale) chez les souris KO a été associé à une augmentation de la perméabilité de la BHE et à une diminution de la voie protectrice Nrf2 dans les CE isolées à partir des cerveaux de ces animaux. Enfin, la délétion de Trim47 spécifiquement dans les cellules endothéliales (souris Trim47 iEC-KO) mime ce phénotype de démence vasculaire (Duplàa et al, bioRxiv, 2024, doi: https://doi.org/10.1101/2024.10.08.616723).

L'objectif de ce projet sera de décrypter le rôle spécifique de la voie TRIM47/NRF2 dans la physiopathologie de la maladie des petits vaisseaux cérébraux.

Le.la candidat.e étudiera :
A. L'impact de la délétion de Trim47 sur :
1) la fonction de la BHE et les changements vasculaires (expression génique par qPCR, western-blot, histologie, imagerie confocale, perméabilité des vaisseaux sanguins et mesure du flux sanguin), et sur 2) l'activité neuronale et des astrocytes (microscopie dynamique intravitale).

B. L'effet de la délétion de Trim47 sur deux modèles pathologiques :
1) modèle d'hypertension à l'angiotensine II et
2) modèle d'hypoperfusion cérébrale avec la pose de constricteurs améroïdes.

C. Le potentiel thérapeutique de molécules via l'utilisation de deux stratégies thérapeutiques différentes ciblant la voie de signalisation TRIM47/NRF2 (repositionnement de médicament ou stratégie innovante avec oligonucléotides antisens) sur la prévention
1) des changements vasculaires et neuronaux,
2) des troubles cognitifs et de l'humeur observés chez les souris mutantes Trim47 et en conditions pathologiques (Water et Y maze, test de préférence au sucrose).
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Cerebral small vessel disease (SVD) refers to a group of disease conditions affecting the small blood vessels supplying the different cerebral regions and causing various lesions seen on brain MRI (white matter hyperintensities, enlarged perivascular spaces, microbleeds...). SVD is the most common, chronic and progressive vascular disease and represents a huge societal burden since it is a leading cause of strokes and a major contributor to vascular cognitive decline and dementia. SVD is known to be a multifactorial disease (age, hypertension oxidative stress, inflammation, genetic risks…) and growing evidence indicates that the blood brain barrier (BBB) dysfunction may play a significant role in SVD pathogenesis. Although the concern regarding SVD is clearly recognized due to aging populations, management of the disease is mainly based on reducing the risk factors mentioned above. Given the complex nature of SVD, a better understanding of its pathogenesis is an absolute prerequisite for successfully developing innovative interventions in order to efficiently prevent cognitive decline and dementia.

Based on large human genomic data, our lab recently identified TRIM47 as a novel putative biotarget of SVD (Mishra, Brain 2022). TRIM47 (TRIpartite Motif 47) encodes an E3 ubiquitin-protein ligase involved in tumorigenesis and is highly enriched in brain endothelial cells (EC); however its role in brain pathophysiology is poorly understood. Our unpublished in vitro data indicate that TRIM47 displays antioxidant properties in Human brain microvascular endothelial cells (HBMEC). Bulk RNA-sequencing performed on HBMEC treated with TRIM47 siRNA revealed a downregulation of genes driven by the antioxidant transcription factor Nuclear factor-erythroid factor 2-related factor 2 (NRF2) which provides cellular protection from oxidative stress. Our in vivo data using mice fully deleted for Trim47 in all tissues (Trim47 KO mice) indicate that KO mice exhibit cognitive impairment (Water and Y maze). This cognitive dysfunction (impairment of spatial memory) in KO mice was associated with an increase in BBB permeability and a decrease in the Nrf2 protective pathway in brain ECs isolated from these animals. Finally, the deletion of Trim47 specifically in endothelial cells (Trim47 iEC-KO mice) mimics this vascular dementia phenotype (Duplàa et al, bioRxiv, 2024, doi: https://doi.org/10.1101/2024.10.08.616723).

The objective of this project will be to decipher the specific role of the TRIM47/NRF2 pathway in the pathophysiology of cerebral small vessel disease.

The candidate will study:

A. The impact of Trim47 deletion in vivo on:
1) BBB function and vascular changes (gene expression by qPCR, western-blotting, histology, confocal imaging, blood vessel permeability and blood flow measurement)
2) neuronal and astrocyte activity (intravital dynamic microscopy).

B. The impact of Trim47 deletion in vivo on two pathological models:
1) angiotensin II hypertension model
2) cerebral hypoperfusion model with the placement of ameroid constrictors.

C. The therapeutic potential of molecules via the use of two different therapeutic strategies targeting the TRIM47/NRF2 signaling pathway (drug repositioning or innovative strategy with antisense oligonucleotides) will be tested on:
1) vascular and neuronal changes
2) cognitive and mood disorders (Water and Y maze, test in preference to sucrose) observed in Trim47 mutant mice and in pathological conditions.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Autre financement public

Autre type de financement - Financement de 3 ans pour un PhD demandé - Financement ANR

Université de Bordeaux

154 Sciences de la Vie et de la Santé

Le.la candidat.e sera titulaire d'un master dans le domaine biologie-santé et/ou avec une solide formation en biologie cellulaire ou en physiologie. Des compétences en expérimentation animale sont demandées. Des connaissances en anatomie du système nerveux central seront un atout. Nous recherchons un.une candidat.e motivé.e, dynamique avec un bon esprit d'équipe, qui saura s'investir pleinement dans le projet et sera capable de travailler de manière autonome selon le contexte. La maîtrise de l'anglais écrit et parlé ainsi que de bonnes capacités de communication sont souhaitées.
The candidate will hold a master's degree in the field of life sciences and health and/or with a strong training in cell biology or physiology. Expertise in animal work is required. Knowledge of anatomy of the central nervous system will be an asset. We are looking for a motivated and dynamic candidate with a good team spirit, who will be able to fully invest in the project and will be able to work independently according to the context. Fluency in written and spoken English, as well as good communication skills, is desired.