Thèse Déchiffrer le O-Glcnacylome dans l'Arthrose et la Dégénérescence du Disque Intervertébral Identification et Caractérisation Fonctionnelle de Protéines O-Glcnacylées H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Nantes Université École doctorale : École doctorale Biologie Santé Laboratoire de recherche : Regenerative Medicine and Skeleton Direction de la thèse : Claire VINATIER ORCID 0000-0002-6063-9901 Date limite de candidature : 2026-05-22T00:00:00 La dégénérescence discale intervertébrale (IVDD) et l'arthrose (OA) sont des maladies chroniques très fréquentes qui touchent un très grand nombre de patients et représentent un fardeau socio-économique majeur. Ces deux maladies se caractérisent par une dégénérescence progressive des tissus, une inflammation chronique et l'absence de traitements capables de modifier l'évolution de la maladie. La O -GlcNAcylation ( O -linked--N-acétylglucosaminylation) est une modification post-traductionnelle (PTM) dynamique et réversible correspondant à l'ajout d'un résidu unique de -D-N-acétylglucosamine sur des résidus sérine et thréonine de protéines nucléaires, mitochondriales et cytoplasmiques. Cette modification est régulée par la voie de biosynthèse des hexosamines, qui produit l'UDP-GlcNAc, substrat donneur de la O -GlcNAcylation. Des altérations de l'homéostasie de la O -GlcNAcylation ont été impliquées dans de nombreuses maladies liées à l'âge, notamment le diabète, le cancer, les maladies cardiovasculaires et les maladies neurodégénératives. De manière notable, une augmentation des niveaux de protéines intracellulaires O -GlcNAcylées a été observée à la fois dans le cartilage arthrosique et dans le nucleus pulposus (NP) des disques dégénérés, comparativement aux tissus sains. Toutefois, la O -GlcNAcylation semble exercer des effets dépendants du contexte, pouvant être soit protecteurs, soit délétères en fonction de la protéine cible et de l'environnement cellulaire. Ces observations suggèrent que la progression de la maladie ne dépend pas uniquement des niveaux globaux de O -GlcNAcylation, mais plutôt de la modification de protéines spécifiques et de leurs conséquences fonctionnelles. Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est de définir le protéome O -GlcNAc dans l'OA et l'IVDD et de déterminer le rôle fonctionnel de protéines O -GlcNAcylées clés dans la physiopathologie de ces maladies. Ce projet de thèse sera réalisé en co-encadrement au sein du groupe Age-OA (Aging and Osteoarthritis Pathophysiology) de RMeS et du groupe O-GlcNAcylation et fonction cardiaque de l'équipe 2 de l'Institut du Thorax. Thesis supervisor : Dr. C. VINATIER (RMeS) Co-supervision : Dr. R. GUIHO (RMeS) et Dr. N. Tessier (Institut du Thorax) Le doctorant bénéficiera d'un environnement de travail structuré et stimulant, incluant un espace de travail dédié et un équipement informatique complet. Pour la réalisation des expériences, il aura accès à des plateformes technologiques de pointe au sein du laboratoire RMeS, soutenues par un personnel technique qualifié : Plateforme Sc4Bio : culture cellulaire, biologie moléculaire et analyses bioinformatiques. Plateforme ATLAN : analyses tissulaires, microscopie électronique, caractérisation microstructurale, imagerie morpho-fonctionnelle et histologie moléculaire. Le laboratoire RMeS bénéficie également de l'accès aux plateformes technologiques UMS Biocore sur le site nantais, renforçant l'environnement technologique du projet. Les expériences seront supportées par le financement ANR ArNAc. L'IVDD et l'OA sont deux pathologies chroniques majeures, figurant parmi les principales causes d'années vécues avec incapacité, chacune affectant environ 600 millions de patients dans le monde. À ce jour, les traitements disponibles restent essentiellement symptomatiques, centrés sur la gestion de la douleur, ce qui souligne la nécessité urgente de développer des approches thérapeutiques efficaces fondées sur une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques. Une accumulation de protéines intracellulaires O -GlcNAcylées a été observée dans le cartilage des patients atteints d'arthrose et dans le NP des patients atteints d'IVDD, par rapport aux sujets sains. Dans le contexte de l'arthrose, il a été récemment montré que la O -GlcNAcylation de GATA4 favorise l'inflammation chronique associée à la sénescence et aggrave la progression de la maladie. À l'inverse, dans l'IVDD, la O -GlcNAcylation présente des effets contradictoires selon les conditions environnementales. Par exemple, dans des cellules du nucleus pulposus soumises à un déficit nutritionnel, la O -GlcNAcylation stabilise FAM134B, favorisant l'ER-phagie et atténuant la dégénérescence discale. Ces résultats soutiennent fortement l'idée que les effets biologiques de la O -GlcNAcylation sont spécifiques des protéines cibles et dépendants du contexte cellulaire. Nous faisons donc l'hypothèse que la O -GlcNAcylation d'un sous-ensemble défini de protéines constitue un moteur clé des mécanismes pathogéniques dans l'OA et l'IVDD. Afin de tester cette hypothèse, ce projet de thèse poursuivra les objectifs suivants : Cartographie du protéome O-GlcNAc : Identifier et caractériser le protéome O-GlcNAc dans le cartilage arthrosique et les tissus d'IVDD issus de patients humains et de modèles précliniques chez le rat. Pour cela, les protéines totales ainsi que la fraction enrichie en protéines O -GlcNAcylées seront analysées par spectrométrie de masse (MS). Caractérisation spatiale : Déterminer la distribution spatiale des protéines O -GlcNAcylées les plus différentielles en analysant des coupes tissulaires FFPE d'échantillons humains à l'aide d'approches avancées de biologie spatiale protéique (technologie COMET, Infrastructure régionale Spatial Omics & Technologies SPoT, Nantes Université). Caractérisation fonctionnelle : Élucider le rôle des protéines O -GlcNAcylées d'intérêt en modulant leur état de modification (inhibiteurs de la O -GlcNAcylation, siRNA, etc.) in vitro . Ces approches permettront d'établir un lien causal entre des modifications spécifiques de la O -GlcNAcylation et des processus cellulaires impliqués dans la maladie (inflammation, sénescence, reprogrammation métabolique). Ce projet permettra (i) de fournir la première cartographie exhaustive du O -GlcNAcylome dans l'OA et l'IVDD ; (ii) d'identifier de nouveaux déterminants moléculaires de la progression de la maladie ; (iii) d'ouvrir la voie à des stratégies thérapeutiques innovantes ciblant spécifiquement certaines protéines O -GlcNAcylées plutôt que les niveaux globaux de O -GlcNAc.