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# Biologie # Biologie moléculaire

Gène APOL1 : Un lien surprenant avec l'hydrocéphalie

Des recherches relient la variante APOL1 G1 à l'hydrocéphalie et à ses effets sur la santé.

Teruhiko Yoshida, Zhi-Hong Yang, Shinji Ashida, Zu Xi Yu, Shashi Shrivastav, Krishna Vamsi Rojulpote, Piroz Bahar, David Nguyen, Danielle A. Springer, Jeeva Munasinghe, Matthew F. Starost, Victoria J. Hoffmann, Avi Z. Rosenberg, Bibi Bielekova, Han Wen, Alan T. Remaley, Jeffrey B. Kopp

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Variante APOL1 liée à Variante APOL1 liée à l'hydrocéphalie avec des problèmes de liquide cérébral. Une variante génétique montre des liens
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La maladie rénale, c’est un gros problème, surtout chez les gens d’origine sub-saharienne. Un acteur majeur dans ce domaine, c’est un gène appelé APOL1, qui a deux versions principales connues sous les noms de G1 et G2. Pense à ces variantes comme à des petits fauteurs de troubles qui augmentent le risque de problèmes rénaux, surtout la maladie rénale chronique (MRC). Environ 13 % des Afro-Américains portent ces variantes à risque, ce qui les met à un risque beaucoup plus élevé de MRC. Mais attends, ce n’est pas tout ! Il semble que ces variantes soient aussi liées à d’autres problèmes de santé, comme l’Hydrocéphalie et les maladies cardiovasculaires.

Le Gène APOL1

APOL1, c’est un gène qui fabrique une protéine qu’on trouve dans plusieurs parties du corps, y compris les reins et les vaisseaux sanguins. Fait intéressant, cette protéine apparaît aussi dans un groupe spécifique de particules appelées lipoprotéines de haute densité, souvent considérées comme du "bon" cholestérol. Plus on se penche sur APOL1, plus ça devient compliqué. Certaines études suggèrent que porter les variantes G1 et G2 pourrait même augmenter le risque de maladies cardiovasculaires, mais les résultats sont partagés. Certaines recherches montrent un lien, tandis que d'autres disent : « Pas si vite ! »

L’hydrocéphalie : Une condition mystérieuse

Maintenant, parlons un peu de l’hydrocéphalie. Cette condition survient quand du liquide s'accumule dans le cerveau, ce qui entraîne un gonflement et de la pression. Ce n’est pas juste une rareté ; en fait, il y a environ 200 000 nouveaux cas chaque année en Afrique sub-saharienne ! C’est un chiffre sérieux, surtout quand on sait que la région a une forte prévalence des variantes à risque d'APOL1. Quel est le lien ? Eh bien, les scientifiques essaient de comprendre ça.

Dans une étude, les chercheurs ont utilisé un modèle de souris unique pour examiner le rôle de la variante G1 d’APOL1 dans l’hydrocéphalie. Ces souris particulières ont été élevées pour avoir un mélange des variantes APOL1 et d’un autre gène connu sous le nom d’ApoE, qui a un historique d’association avec l’athérosclérose-un terme chic pour le durcissement des artères. Le résultat a été surprenant ; tandis que les chercheurs ne s'attendaient pas à trouver de l’hydrocéphalie, ils sont tombés dessus !

Le processus de recherche

L’équipe a pris un chemin plutôt rigoureux dans sa recherche, suivant toutes les lignes directrices et protocoles nécessaires. Ils ont utilisé des souris spécialisées qui portaient le gène humain APOL1, spécifiquement les versions G0 et G1, et les ont croisées avec des souris ApoE knock-out. L'idée était de voir si ces variations génétiques entraîneraient des différences notables dans les résultats de santé.

Une fois les croisements faits, ils ont soigneusement surveillé les souris pour tout signe de problème. Il y avait des signes clés à surveiller, comme des têtes en forme de "dôme"-ouais, c’est un moyen de dire si une souris a de l’hydrocéphalie ! Après une série de tests et d’examens, les chercheurs ont pu confirmer la présence d’hydrocéphalie dans un petit pourcentage des souris portant la variante G1.

Qu'ont-ils trouvé ?

Les résultats étaient intrigants. Dans le modèle de souris, une petite partie des sujets avec la variante G1 ont développé de l’hydrocéphalie. Cette variante semble déclencher le plexus choroïde-la partie du cerveau responsable de la production du Liquide céphalorachidien (LCR)-à produire trop de liquide. Imagine un ballon rempli d’eau qui continue à se remplir jusqu'à éclater !

La recherche ne s'est pas arrêtée là. Ils voulaient examiner de plus près les cellules impliquées. En utilisant des techniques avancées, ils ont réalisé une analyse de l’ARN à cellule unique du tissu du plexus choroïde. Ils ont découvert que les cellules exprimaient effectivement la protéine APOL1 G1, et qu'il y avait aussi des changements dans certains gènes qui régulent la production de liquide. Cela a conduit à l'idée que le fait d'avoir la variante G1 active des voies dans ces cellules qui entraînent une surproduction de LCR, causant ainsi l’accumulation de liquide associée à l’hydrocéphalie.

La connexion MTORC2

En parlant de voies, il y en a une appelée la voie mTORC2 qui est entrée en jeu. Cette voie est connue pour son rôle dans la croissance cellulaire et le métabolisme. Dans le contexte d’APOL1 G1, il semble que cette voie soit activée, menant à une régulation à la hausse des transporteurs dans les cellules du plexus choroïde. Ces transporteurs sont essentiels pour gérer les fluides. Quand ils sont trop actifs, ils pourraient faire en sorte que le cerveau crée un excès de LCR, contribuant ainsi à l’hydrocéphalie.

Liens avec les maladies cardiovasculaires

Maintenant, en ce qui concerne les maladies cardiovasculaires : les chercheurs se demandaient si les variantes d’APOL1 rendaient les souris plus susceptibles de subir des problèmes liés au cœur ou aux vaisseaux sanguins. Après tout, la variante G1 semblait avoir des conséquences dans un domaine-pourrait-elle être tout aussi problématique dans un autre ? Ils ont examiné divers facteurs liés à la santé cardiaque, y compris les niveaux de cholestérol et l’athérosclérose.

Dans leurs résultats, ils ont observé qu’il n’y avait pas de différences significatives dans la santé cardiaque des souris portant la variante G1 par rapport à celles avec la variante G0. Même en utilisant différentes méthodes pour évaluer les problèmes cardiovasculaires, les résultats étaient assez cohérents. Cela suggérait que même si APOL1 G1 peut agiter les choses dans le cerveau menant à l’hydrocéphalie, il ne semble pas exacerber les problèmes cardiaques de la même manière.

Implications pour l’homme

Pour faire passer cette recherche au-delà des souris, l’équipe s’est tournée vers la cohorte All of Us, une étude de santé importante qui collecte des données de divers participants. Ils ont enquêté sur la question de savoir si les individus avec la variante APOL1 G1 avaient une prévalence plus élevée d’hydrocéphalie dans ce groupe plus large. Les résultats étaient parlants : les individus avec cette variante montraient un taux de prévalence plus élevé comparé à ceux qui ne l’avaient pas. Cela ajoute une couche de preuves suggérant que la variante G1 ne se contente pas de causer des soucis chez les souris ; elle pourrait aussi avoir des implications pour la santé humaine !

Conclusion

Alors, qu'avons-nous appris ? La variante G1 d’APOL1 montre un lien convaincant avec l’hydrocéphalie, qui semble être entraîné par une voie mTORC2 hyperactive conduisant à une production excessive de liquide dans le cerveau. Pendant ce temps, son impact sur la santé cardiovasculaire semble plus limité.

Aussi drôle que cela puisse paraître, on a un gène qui aime bien garder les choses intéressantes, s’adonnant à la fois à des problèmes rénaux et à l’hydrocéphalie chez certains individus. Plus nous découvrons sur ces variantes, plus il devient clair que nos gènes peuvent nous mener sur des chemins inattendus. Qui aurait cru qu’une petite protéine pourrait mener à de si gros titres ?

Directions futures

Bien que cette recherche ait mis en lumière le lien entre APOL1 G1 et l’hydrocéphalie, il est clair qu'il reste encore beaucoup à explorer. Les scientifiques vont devoir continuer à fouiller pour comprendre tous les mécanismes en jeu ici, surtout en considérant les influences environnementales et leur interaction avec la génétique. L’objectif ultime est d’améliorer les résultats pour les individus affectés par ces variantes, et peut-être même d’apporter un peu d'humour au monde complexe de la génétique en cours de route !

Source originale

Titre: Apolipoprotein-L1 G1 variant contributes to hydrocephalus but not to atherosclerosis in apolipoprotein-E knock-out mice

Résumé: IntroductionIn USA, six million individuals with Sub-Saharan ancestry carry two APOL1 high-risk variants, which increase the risk for kidney diseases. Whether APOL1 high-risk variants are independent risk factors for cardiovascular diseases is unclear and requires further investigation. MethodsWe characterized a mouse model to investigate the role of APOL1 in dyslipidemia and cardiovascular diseases. Transgenic mice carrying APOL1 (G0 and G1 variants) on bacterial artificial chromosomes (BAC/APOL1 mice) were crossed with the ApoE knock-out (ApoE-KO) atherosclerosis mouse model. The compound transgenic mice were evaluated for the impact of APOL1 on systemic phenotypes. ResultsApoE-KO mice carrying APOL1-G0 and APOL1-G1 did not show differences in the extent of atherosclerotic lesions or aortic calcification, as evaluated by Sudan IV staining and radiographic examination, respectively. However, [~]20% of ApoE-KO; BAC/APOL1-G1 mice developed hydrocephalus and required euthanasia. The hydrocephalus was communicating and likely was due to excess cerebrospinal fluid produced by the choroid plexus, where epithelial cells expressed APOL1. Single-nuclear RNA-seq of choroid plexus identified solute transporter upregulation and mTORC2 pathway activation in APOL1-G1-expressing epithelial cells. Further, in the All of Us cohort, we found higher hydrocephalus prevalence among individuals with the APOL1-G1 variant in both recessive and dominant models, supporting the mouse findings. ConclusionWhile APOL1-G1 expression in ApoE-KO mice did not worsen cardiovascular disease phenotypes, we uncovered hydrocephalus as a novel APOL1 risk allele-mediated phenotype. These findings extend the spectrum of APOL1-associated pathologies.

Auteurs: Teruhiko Yoshida, Zhi-Hong Yang, Shinji Ashida, Zu Xi Yu, Shashi Shrivastav, Krishna Vamsi Rojulpote, Piroz Bahar, David Nguyen, Danielle A. Springer, Jeeva Munasinghe, Matthew F. Starost, Victoria J. Hoffmann, Avi Z. Rosenberg, Bibi Bielekova, Han Wen, Alan T. Remaley, Jeffrey B. Kopp

Dernière mise à jour: Dec 28, 2024

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.28.630625

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.28.630625.full.pdf

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