Un modèle de souris non aléatoire pour la réactivation pharmacologique de Mecp2 sur le chromosome X inactif

L’inactivation des chromosomes x (XCI) est un processus de compensation de dosage qui équilibre l’expression génique liée au X en faisant taire une copie du chromosome X chez les femelles¹. En conséquence, le chromosome X inactif (XI) accumule les caractéristiques caractéristiques de l’hétérochromatine, y compris la méthylation de l’ADN et les modifications inhibitrices de l’histone, telles que la triméthylation de l’histone H3-lysine 27 (H3K27me3) et l’ubiquitination de l’histone H2A (H2Aub) ². le régulateur principal du silençage de chromosome x est la région du centre d’inactivation x (XIC), autour de 100 − 500 kb, qui contrôle le comptage et l’appariement des chromosomes x, le choix aléatoire du chromosome x pour l’inactivation, et l’initiation et propagation du silençage le long du chromosome X³. Le processus d’inactivation de X est initié par X transcription spécifique inactive (Xist) qui recouvre le XI dans CIS pour médiate le silençage à l’échelle du chromosome et remodeler la structure tridimensionnelle du chromosome x⁴. Récemment, plusieurs écrans protéomiques et génétiques ont identifié des régulateurs supplémentaires de XCI, tels que les protéines interdépendantes Xist ^{5,6,7,8,9 ,} le ^{10 ,} le ^{11 , 12}. par exemple, une étude antérieure utilisant un écran d’interférence d’ARN à l’échelle du génome non biaisé a identifié 13 facteurs XCI TRANS-agissant (xcifs)¹². Mécanistiquement, XCIFs réguler l’expression Xist et, par conséquent, interférer avec la fonction xcifs provoque défectueux XCI¹². Ensemble, les progrès récents dans le domaine ont fourni des informations importantes sur la machinerie moléculaire qui est nécessaire pour initier et maintenir XCI.

L’identification des régulateurs XCI et la compréhension de leur mécanisme dans XCI est directement pertinente pour les maladies humaines liées aux X, comme le syndrome de Rett (RTT)^13,14. La RTT est un trouble neurodéveloppemental rare provoqué par une mutation hétérozygote dans la protéine de liaison méthyl-CpG 2 (MeCP2) liée aux X qui touche principalement les filles¹⁵. Parce que MeCP2 est situé sur le chromosome X, les filles de RTT sont hétérozygotes pour la carence de MECP2 avec ~ 50% cellules exprimant le type sauvage et ~ 50% exprimant le mutant MeCP2. Notamment, les cellules mutantes RTT abritent une copie dormante mais sauvage de Mecp2 sur le XI, fournissant une source du gène fonctionnel, qui, si réactivé, pourrait potentiellement atténuer les symptômes de la maladie. En plus de la RTT, il existe plusieurs autres maladies humaines liées à X, pour lesquelles la réactivation de XI représente une approche thérapeutique potentielle, comme le syndrome de DDX3X.

L’inhibition du XCIFs, de la protéine kinase-1 (PDPK1) dépendante du 3-phosphoinositide et du récepteur de type 1 (ACVR1) de l’activine A, soit par l’ARN court en épingle à cheveux (shRNA), soit par des inhibiteurs de petites molécules, réactive les gènes liés au XI¹². La réactivation pharmacologique des gènes liés au XI est observée dans divers modèles ex vivo incluant des lignées cellulaires de fibroblastes de souris, des neurones corticaux de souris adultes, des fibroblastes embryonnaires de souris et des lignées cellulaires de fibroblastes dérivées d’un patient de RTT¹². Toutefois, il reste à démontrer si la réactivation pharmacologique des gènes liés au XI est réalisable in vivo. L’un des facteurs limitatifs est l’absence de modèles animaux efficaces pour mesurer avec précision l’expression des gènes du XI réactivé. Vers cet objectif, un modèle de souris Xistδ: Mecp2/Xist: Mecp2-GFP a été généré qui porte un Mecp2 génétiquement étiqueté sur XI dans toutes les cellules en raison de la suppression hétérozygote dans Xist sur le chromosome X maternel¹⁶. Utilisant ce modèle, l’expression de Mecp2 de XI a été quantitée après traitement avec des inhibiteurs de xcifs dans le cerveau des souris vivantes. Ici, la génération du modèle et de la méthodologie de la souris Xistδ: Mecp2/Xist: Mecp2-GFP pour quantifier la réactivation XI dans les neurones corticaux à l’aide d’essais à base d’immunofluorescence est décrite.