Thèse Canvas-Emp Explorations des Mécanismes Physiopathologiques Impliqués dans le Canvas H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Limoges École doctorale : Biologie, Chimie, Santé Laboratoire de recherche : NEURopathies et Innovations Thérapeutiques Direction de la thèse : Sylvie BOURTHOUMIEU Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-03T23:59:59 Le syndrome CANVAS (Cerebellar-Ataxia-Neuropathy-Vestibular-Areflexia-Syndrome) est une maladie neurodégénérative d'apparition tardive caractérisée par une perte d'équilibre associée à une toux chronique ancienne. L'expansion pathogène du pentanucléotide AAGGG au sein de l'intron 2 du gène RFC1 a été identifiée en 2019 comme étant la cause génétique de cette pathologie récessive. Le porteur du projet a mis en place ce diagnostic moléculaire au sein du service de Biochimie et Génétique Moléculaire du CHU de Limoges.
A ce jour, la physiopathologie de cette maladie reste inconnue. La perte ou le gain de fonction de RFC1 n'a pas encore été mise en évidence de façon certaine. Le gène RFC1 code la protéine RFC1, sous-unité la plus grande du facteur C de réplication (RFC). RFC joue un rôle dans l'interaction avec le PCNA lors de la réplication de l'ADN. Il est impliqué dans la réparation de l'ADN. Enfin, il serait impliqué dans la stabilité et le renouvellement des télomères.
L'objectif principal de ce projet est de comprendre les mécanismes moléculaires et biologiques pouvant conduire au syndrome de CANVAS lorsque la sous-unité RFC1 est altérée. Les objectifs secondaires sont (1) de développer des études fonctionnelles utiles au diagnostic clinique et biologique,(2) d'évaluer l'influence des expansions pathogènes du gène RFC1 sur le transcriptome et identifier de potentiels biomarqueurs d'intérêt et les voies de signalisation impliquées et (3) de développer des techniques d'analyses innovantes utilisables pour les diagnostics d'autres pathologies comme les téloméropathies.
Deux axes seront étudiés : (1) un axe moléculaire par l'étude du complexe RFC (immunoprécipitation et Western-Blot) ; (2) un axe fonctionnel par étude de la fonction de RFC1 sur le cycle cellulaire (cytométrie en flux), sur la longueur des télomères (qPCRP) et sur l'expression génique par transcriptome (RNA-Seq et RT-qPCR). Les expérimentations seront réalisées sur des ressources biologiques issues de prélèvements murins et humains.
Ces études permettront de montrer si l'altération de RFC1, quantitative ou qualitative, a un impact sur le cycle cellulaire et/ou la longueur des télomères, et d'identifier les voies de signalisation impliquées grâce à la transcriptomique.
Ce projet pourra ainsi permettre de trouver de potentielles cibles d'action thérapeutique et également d'améliorer la prise en charge et le diagnostic des patients en Nouvelle-Aquitaine. Il pourra être renforcé par la mise en place future d'une base de données partagées entre les acteurs médicaux intervenant dans le CANVAS. Ces données collectées pourront ensuite permettre par exemple, des études de données épidémiologiques, par coopérations avec d'autres équipes. La construction d'un programme d'éducation thérapeutique dédiée par et pour les patients sera mise en route à la suite de ce projet. Le syndrome de CANVAS (Cerebellar Ataxia with Neuropathy and Vestibular Areflexia Syndrom) est une maladie neurodégénérative particulière dont la cause génétique n'a été identifiée que récemment (1) que nous allons détailler dans ce document sous ses différents aspects.
Le CANVAS clinique
Décrit initialement en 1991 par Bronstein et al. (2) comme une ataxie cérébelleuse avec vestibulopathie bilatérale, il a fallu attendre 2011 et l'équipe de Szmulewicz (3,4) pour y associer une atteinte sensitive importante à type de neuronopathie. Ainsi, le terme CANVAS fût employé pour la première fois afin de désigner ce syndrome regroupant la triade sémiologique : ataxie cérébelleuse, neuropathie sensitive et aréflexie vestibulaire. C'est une maladie neurodégénérative d'apparition tardive avec un âge moyen d'apparition à 60 ans.
Cette triade sémiologique entraine de manière générale des troubles de l'équilibre et comprend : (i) une atrophie cérébelleuse responsable d'une ataxie cérébelleuse, marquée à l'imagerie cérébrale par résonnance magnétique par une atrophie du vermis ou des hémisphère cérébelleux (3,5-7) ; (ii) une neuropathie sensitive périphérique par atteinte du ganglion rachidien postérieur (neuronopathie) caractérisée au niveau histopathologique par une atrophie du ganglion rachidien postérieur induisant une dégénérescence axonale avec démyélinisation secondaire des colonnes postérieures (8) et (iii) une aréflexie vestibulaire. De plus, les récents travaux de notre équipe montrent l'absence de petites fibres sur des biopsies de peau de patients CANVAS expliquant ainsi une partie de l'atteinte sensitive des patients (9).
En association avec cette triade sémiologique, il existe d'autres symptômes (1,4) dont le plus prépondérant est une toux chronique ancienne non productive, précédant de plusieurs décennies l'apparition de tout symptôme neurologique. Il peut également être rencontré une dysphagie et une atteinte du système nerveux autonome à type d'hypotension orthostatique par exemple (7). Le sexe ratio homme/femme est de 1 (1).
Bien que sa prévalence ait été initialement évaluée à 1 / 1 000 000 (Orphanet), elle est très certainement largement sous-estimée (4) en raison d'un début de maladie peu spécifique et l'absence de diagnostic génétique. Depuis la mise en place du diagnostic génétique, avec la recherche ciblée de l'expansion du pentanucléotide AAGGG du gène RFC1, l'estimation de la prévalence est passée à 1/20 000 (1). Une étude de Vidoni et al. de 2023, en France, a confirmé une prévalence de 1/26 000 dans le Rhône (10).
Il n'existe à l'heure actuelle aucun traitement curatif de la maladie. L'arsenal thérapeutique disponible est principalement constitué de traitements symptomatiques de la maladie.
Le CANVAS génétique
En 2011, Szmulewicz et al. ont suggéré une cause génétique de transmission autosomique récessive (4) à l'origine de ce syndrome. Il a fallu attendre 2019 et l'équipe de Cortese et al. pour impliquer le gène RFC1 dans la genèse de cette maladie (1).
Il a été identifié une séquence pentanucléotidique AAAAG répétée généralement 11 fois chez les individus sains dans l'intron 2 du gène RFC1. Par des techniques complémentaires de Long-Range PCR et de Repeat-Prime-PCR, il a été identifié dans une cohorte de patients CANVAS, une expansion très importante du nombre de ces répétitions (jusqu'à 2000 répétitions) avec une modification du motif pentanucléotide devenant AAGGG. Ces expansions de répétitions AAGGG introniques du gène RFC1, présentes de façon bi-allélique chez les patients CANVAS, ont été classées comme variations pathogènes responsables de ce syndrome. De plus, il a été suggéré que ce syndrome pouvait également être provoqué par des variations hétérozygotes composites : l'une correspondant à la présence des expansions de répétitions pathogènes introniques définies ci-dessus sur un allèle et l'autre correspondant à une variation de type non-sens, frameshift ou de type délétion touchant un ou plusieurs exons du gène RFC1.
Depuis la publication princeps (1), de nombreuses équipes, dont celle de l'unité de recherche NeurIT de l'Université de Limoges auquel appartient également le porteur de projet, se sont intéressées à ces répétitions introniques du gène RFC1 et ont permis la mise en évidence de différents motifs pentanucléotidiques dont la pathogénicité reste à définir dans le cadre du CANVAS. Les principaux motifs identifiés sont les suivants : AAAAG(11), AAAAG(exp), AAAGG(exp), AAGAG(exp), AGAAG(ex),AAGGG(ex), ACAGG(ex), AAAGG(15-20)-AAGGG(exp).
Un grand nombre de ces variations demeure de signification incertaine (unknown pathogenicity). Pour environ 10% des patients analysés au Laboratoire de Génétique Moléculaire du CHU de Limoges, les profils observés ne sont pas classiques et il est difficile de les interpréter et un grand nombre de ces variations demeurent de signification incertaine. Certains allèles complexes, associant plusieurs motifs expansés, commencent à être décrit dans la littérature sans que leur pathogénicité soit identifiée. Afin de confirmer ou non l'implication de ces variations dans le CANVAS, il est donc nécessaire de développer des tests fonctionnels. En raison de notre expertise sur l'analyse moléculaire du CANVAS et fort de l'interaction avec le Centre de référence des maladies neuromusculaires Atlantique Occitanie Caraïbe (AOC) où les patients consultent, nous bénéficions d'une cohorte disponible et importante de patients.
Mécanismes physiopathologiques du CANVAS
La physiopathologie de cette maladie reste jusqu'à présent peu étudiée et peu comprise.
Il semble que l'expansion du pentanucléotide AAGGG n'affecte pas l'expression protéique de la sous-unité RFC1, comme suggéré par Cortese et al.. Cependant, il n'existe pas d'étude montrant que la protéine RFC1 reste qualitativement fonctionnelle au sein du complexe RFC. En effet, il n'a pas été démontré dans cette maladie soit un effet perte de fonction (i.e. protéine RFC1 non fonctionnelle) ou soit un gain de fonction (augmentation de l'activité de RFC1 ou nouvelle activité) de cette expansion AAGGG. La présence d'hétérozygotes composites associant une expansion mono allélique AAGGG à un variant pathogène exonique en trans du gène RFC1 oriente plutôt vers un effet perte de fonction. Ainsi, l'implication de la perte de fonction du gène RFC1 dans la pathogenèse du CANVAS nécessite d'être explorée plus précisément afin d'affirmer avec certitude son rôle dans la symptomatologie.
Dans la littérature, il est également décrit des effets en trans de l'expansion pathogène sur la transcription d'autres gènes et ceci par la formation de structure secondaire de l'ADN définis comme des G-quadruplexes. Les G-quadruplexes ont été impliqués dans de multiples fonctions cellulaires, notamment la régulation épigénétique de la chromatine, la recombinaison de l'ADN, la régulation transcriptionnelle. L'équipe de Hisey et al. a réalisé des analyses pour étayer le lien entre la structure et la fonction des répétitions pathogènes AAGGG et non pathogènes AAAAG. Ils ont constaté que seules les conformations pathogènes AAGGG semblent constituer un obstacle à la polymérisation de l'ADN in vitro, empêchant sa réplication (11).
Le diagnostic clinique et moléculaire en Nouvelle-Aquitaine
Au niveau régional, les patients présentant des signes cliniques évocateurs du syndrome de CANVAS sont pris en charge par les Centre de référence des maladies neuromusculaires Atlantique Occitanie Caraïbe (AOC) des services de neurologie du CHU de Limoges, et du CHU de Bordeaux.
Le porteur du projet a mis en place le diagnostic moléculaire de ce syndrome au sein du service de Biochimie et Génétique Moléculaire du CHU de Limoges. Ainsi, pour l'ensemble de la Nouvelle-Aquitaine, les expansions de pentanucléotides sont recherchées dans ce service dont la biologiste référente de cette analyse est le Dr Pauline CHAZELAS, porteur du projet.
Ainsi la collaboration régionale entre les différents centres offre une prise en charge adaptée mais perfectible.

Connaissances attendues en génétique, biologie moléculaire et cellulaire.
Compétences : maitrise des outils de biologie moléculaire et de culture cellulaire.
Qualités requises : autonomie, prise d'initiative, rigueur professionnelle, esprit critique, intérêt pour le sujet
Savoir-être : communication fluide, motivation, respect, travail en équipe, ...