Maladies à prion: la protéine saine se lie à la forme pathogène Prion disease: soluble dimeric prion protein binds PrPSc

Le prion est l’agent transmissible responsable d’encéphalopathies spongiformes chez plusieurs espèces de mammifères: l’ESB chez les bovins, la maladie de Creutzfeldt-Jakob chez les humains, la tremblante (scrapie) chez le mouton, ou encore la cachexie chronique (ou syndrome de dégénérescence chronique, chronic wasting disease, CWD) du cerf et de l’élan. La maladie est également observée chez des espèces moins communes, telles que certains ongulés exotiques et des félins en captivité [1]. Les prions sont vraisemblablement des protéines, légèrement différentes d’une espèce à une autre, qui peuvent adopter au moins deux conformations spatiales, une conformation cellulaire «saine» (PrP^C), présente de façon ubiquitaire dans l’organisme, et une conforma-tion pathogène (PrP^Sc). Contrairement à un virus, qui se multiplie dans les cellules de son hôte grâce à son patrimoine génétique (constitué d’acides nucléiques, ADN ou ARN), la protéine PrP^Sc anormale semble se propager au sein de l’organisme, et d’un animal à un autre, en convertissant en molécules pathogènes les protéines du prion saines avec lesquelles elle entre en contact [2]. Toutefois, plus de vingt ans après sa formulation initiale par Stanley Prusiner, cette hypothèse de la protéine seule (protein-only hypothesis) suscite encore une foule d’interrogations malgré l’apport de plusieurs éléments de réponse ces dernières années. En particulier, la protéine prion de mammifère, PrP^C a été convertie in vitro en une entité dotée de propriétés physico-chimiques caractéristiques de la protéine prion pathogène, PrP^Sc [3]. Malgré tout, une des étapes cruciales concernant l’interaction entre les deux isoformes n’avait toujours pas été formellement démontrée in vivo. Nous avons tenté d’apporter de nouveaux éléments en faveur de cette hypothèse [4]. La protéine prion de souris a été fusionnée avec le fragment Fc des immunoglobulines G humaines pour créer une molécule dimérique soluble et sécrétée (PrP-Fc₂), contrairement à PrP^C qui est normalement ancrée à la partie externe de la membrane cellulaire. Nous avons ensuite créé des souris transgéniques qui expriment cette molécule PrP-Fc₂. Les souris qui n’expriment pas PrP^C ne sont pas susceptibles aux maladies du prion (scrapie) [5]. Dans un premier temps, nous avons croisé nos souris transgéniques PrP-Fc₂ avec des souris qui n’ont pas le gène codant pour PrP, de manière à n’exprimer que la forme dimérique soluble (PrP-Fc₂) sans la forme endogène PrP^C. Les souris transgéniques exprimant le dimère PrP soluble et inoculées avec des prions ne développèrent pas la scrapie et n’accumulèrent pas PrP^Sc, suggérant que PrP-Fc₂ ne pouvait pas être convertie en une forme anormale PrP-Fc^Sc(Figure 1B). Ces souris ont ensuite été croisées avec des souris sauvages de manière à exprimer simultanément PrP soluble et PrP^C endogène. L’inoculation intracérébrale de prions a entraîné le développement de la maladie mais avec un retard significatif: 170 jours pour les souris témoins contre 280 jours pour les souris mutantes. Plusieurs animaux sacrifiés pendant la progression de la maladie révélèrent une diminution de l’accumulation de la forme anormale PrP^Sc, ainsi qu’une réplication ralentie de l’agent infectieux. Un des éléments centraux de l’hypothèse de la protéine seule repose sur une interaction entre la forme normale PrP^C et la forme anormale PrP^Sc(Figure 1A). La forme soluble PrP-Fc₂ (qui n’est pas convertible en une forme pathogène) interagirait-elle avec la forme anormale, bloquant ainsi la propagation de PrP^Sc ? C’est ce que nous avons ensuite essayé de tester en utilisant diverses méthodes biochimiques. Pour cela, nous avons couplé des billes magnétiques avec des anticorps anti-Fc humains ou avec la protéine A. Ces …