Thèse Rôle de la Mutation Cdc25b P.A>P dans la Microcéphalie Approches Murine et Organoïdes Cérébraux H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : MCD - Molecular, Cellular and Developmental Biology Unit Direction de la thèse : Sophie VIALAR ORCID 0000000341749547 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-27T23:59:59 Durant le développement cortical, des cellules progénitrices neurales doivent proliférer et se différencier de manière finement régulée. Toute dérégulation de ce processus peut entraîner des malformations cérébrales graves, comme la microcéphalie. Parmi les régulateurs impliqués, la phosphatase CDC25B joue un rôle clé : elle active le complexe CyclineB/CDK1 pour déclencher l'entrée en mitose. Des travaux menés dans l'équipe ont montré que CDC25B contrôle la maturation des progéniteurs neuraux embryonnaires dans le néocortex de souris en modulant la phase G2 du cycle cellulaire. Par ailleurs, une mutation du gène CDC25B - p.(A>P) - a été identifiée dans une famille pakistanaise consanguine, où elle est associée à une microcéphalie, un retard de développement et d'autres défauts neurologiques, suggérant un rôle important de CDC25B dans la corticogenèse humaine.
Pour explorer ce lien, deux nouvelles lignées de souris porteuses de cette mutation ont été créées par CRISPR-Cas9 ; des résultats préliminaires indiquent qu'elle provoque une létalité à la naissance et une microcéphalie. Cependant, le néocortex murin étant lissencéphale et de petite taille, il ne reflète qu'imparfaitement le développement du cerveau humain, notamment en raison de l'absence quasi-totale des progéniteurs de la zone sous-ventriculaire externe (OSVZ), pourtant déterminants chez l'Homme.
L'objectif de ce projet est de comprendre comment la mutation p.(A>P) du gène CDC25B entraîne une microcéphalie, en combinant l'étude de modèles murins et d'organoïdes cérébraux humains. Pour cela, deux approches complémentaires seront utilisées: d'une part, la caractérisation des lignées murines portant la mutation p.(A>P) pour analyser l'impact de la mutation sur le développement cortical ; d'autre part, l'utilisation d'organoïdes cérébraux humains dérivés de cellules IPS pour modéliser la corticogenèse humaine. Des expériences d'électroporation et des approches pharmacologiques permettront d'évaluer le rôle de CDC25B, sa dépendance aux CDK, et l'effet de la mutation p.(A>P)) sur les progéniteurs. Enfin, des lignées IPS porteuses de la mutation seront générées pour reproduire le contexte pathologique. L'ensemble de ces travaux devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes par lesquels la dérégulation de CDC25B conduit à la microcéphalie.

During cortical development, neural Progenitor cells progressively change their properties to give rise to several progenitor types that will collaborate to produce the correct number of neurons at the right time and place. It is important that proliferative and differentiation rate of these progenitors be tightly regulated during the course of neurogenesis as modification of these parameters can lead to severe cortical defect such as microcephaly. It is now well established that cell cycle regulators are involved in the regulation of this proliferation differentiation ratio. Among them, the phosphatase CDC25B has been shown in our team to regulate vertebrate neurogenesis. CDC25B is a positive regulator of the cell cycle that acts by activating the CyclineB/CDK1 complex, triggering mitosis entry. Using a conditional mutant in which CDC25B is deleted in neural progenitors at the onset of neurogenesis, we show that, in the developing mouse neocortex of both sex, G2 phase modulation downstream of CDC25B, controls progenitor maturation during early neurogenesis. Recently, a mutation in CDC25B regulatory region p.(A>P) has been identified in a Pakistani consanguineous family in which several individuals develop short stature, microcephaly, developmental delay, and other neuronal defects suggesting that CDC25B play also an important rule for human corticogenesis (Ansar M et al. unpublished). Using CRISP-Cas9 technology, we created 2 new mouse lines carrying this mutation. Preliminary results show that this mutation cause lethality at birth and trigger microcephaly. Rodents neocortex exhibits many of the key features general to all mammals, including a six-layered organization and regionalization into sensory, motor, and association areas and this study in the mouse will allow to get insight in the cause of microcephaly in these patients. However, because the rodent neocortex is small and nonfolded (lissencephalic), its ability to model the developmental mechanisms of larger and highly folded (gyrencephalic) neocortex, such as that of Homo sapiens, is inherently limited. Moreover, increases in neocortical volume and surface area, particularly in the human, are related to the expansion of progenitor cells in the outer subventricular zone (OSVZ) during development, and this class of progenitors is almost absent in the mouse. Thus, to go further in the comprehension of CDC25B function during human corticogenesis and decipher how its deregulation leads to microcephaly we will study how this p.(A>P) mutation affect neurogenesis both in the mouse and in a cerebral organoid model. This project seeks to unravel how a mutation in the CDC25B gene, p.(A>P), found in patients exhibiting severe neurodevelopmental defects, causes microcephaly, through the combined use of mouse models and human cerebral organoids. Different methods will be used to analyse cortical neurogenesis in the different experimental conditions in mouse en cerebral organoids: Dissection and paraffin sections of mouse embryonic brains,
Immunohistochemistry, Image analysis (ImageJ, Cell Pose, QPath), Statistical analysis (R)
Human brain organoid cultures, Electroporation of organoids, IPs engineering,
Pharmacological treatments

Connaissances:
Le ou la candidate devra avoir de bonnes connaissances théoriques en biologie cellulaire, biologie du développement et neurobiologie.
Savoir Faire:
utilisation de logiciel d'analyse d'images et de logiciels de statistique
Synthétiser des résultats à l'oral et par écrit
Savoir être:
Capacités d'analyse, esprit critique , persévérance, créativité