Mieux comprendre le rôle des chaînes de sucres dans le développement du cerveau
Le Dr. François Foulquier est directeur de recherche au CNRS et il dirige une équipe de l’Unité Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle à Lille. Ses recherches portent sur l’étude des bases moléculaires de graves maladies héréditaires, qui affectent la synthèse des chaînes de glycanes et causent souvent des problèmes neurodéveloppementaux, les troubles congénitaux de la glycosylation.
Le projet du Dr. François Foulquier, intitulé « Etude du trafic et stabilité des protéines du neurone dans des maladies neurologiques liées à des perturbations de la glycosylation», est financé par la Fondation à hauteur de 80 000 € dans le cadre de l’appel à projet 2025 « Les mécanismes fondamentaux sous-tendant des approches thérapeutiques communes aux maladies du cerveau ».
Et si de minuscules chaînes de sucres jouaient le rôle de véritables étiquettes biologiques, indispensables pour guider les protéines au bon endroit dans les neurones? Lorsqu’elles sont défectueuses ou mal positionnées, ces “étiquettes” pourraient perturber l’organisation du cerveau en développement et être à l’origine de maladies neurologiques rares, les maladies congénitales de la glycosylation, mais aussi intervenir dans des pathologies plus fréquentes comme la maladie d’Alzheimer ou la schizophrénie. Le projet du Dr François Foulquier cherche à comprendre comment ces sucres, appelés glycanes, contrôlent le trafic des protéines dans les neurones et ce qui se passe lorsque ce système de guidage est altéré. En identifiant précisément les protéines concernées et en suivant leur parcours à l’intérieur des cellules nerveuses, les chercheurs espèrent mettre en lumière un mécanisme encore méconnu. À terme, ce projet permettra de mieux comprendre comment l’ajout de sucres sur les protéines participe au développement normal du cerveau et à l’apparition de maladies neurologiques.
Les glycanes : des marqueurs essentiels au bon fonctionnement des neurones
Les protéines assurent la plupart des fonctions des cellules, mais elles doivent être acheminées au bon endroit pour remplir leur rôle. Pour cela, beaucoup d’entre elles portent de petites chaînes de sucres appelées glycanes, ajoutées lors d’un processus nommé glycosylation. Ces glycanes modifient les propriétés des protéines et participent notamment à leur stabilité, à leur durée de vie et à leurs interactions avec les autres cellules.
Dans le cerveau, où chaque neurone possède une organisation très complexe, ce système est particulièrement important. Pourtant, on ignore encore comment les glycanes participent à l’adressage précis des protéines vers les différentes parties des neurones.
Quand le trafic des protéines se dérègle, le développement du cerveau peut être affecté
De nombreuses maladies génétiques rares, appelées maladies congénitales de la glycosylation, sont causées par des anomalies de la glycosylation. Les patients présentent souvent des retards du développement, des troubles neurologiques ou des malformations cérébrales.
L’équipe du Dr François Foulquier a récemment identifié un nouveau trouble neurodéveloppemental lié au dysfonctionnement d’une enzyme impliquée dans le recyclage du mannose, un sucre particulièrement abondant dans les glycanes du cerveau. Cette découverte renforce l’hypothèse que des défauts de glycosylation empêchent certaines protéines d’atteindre leur destination dans les neurones, contribuant ainsi aux symptômes observés chez les patients.
Comprendre comment les glycanes orientent les protéines
Le projet vise à déterminer comment les glycanes agissent comme de véritables signaux d’adressage. Les chercheurs chercheront à comprendre pourquoi certaines protéines modifiées par des N-glycanes sont principalement dirigées vers les dendrites, les prolongements qui reçoivent les informations, tandis que d’autres portant des O-glycanes sont transportées vers les axones, qui transmettent les messages nerveux.
Pour répondre à cette question, l’équipe utilisera des technologies de pointe permettant d’identifier les protéines glycosylées et de suivre, en temps réel, leur trajet à l’intérieur des neurones.
Mieux comprendre les maladies rares… et ouvrir des perspectives plus larges
Les résultats attendus permettront d’identifier les protéines dont la localisation dépend des glycanes, de comprendre comment leur transport est perturbé dans les maladies congénitales de la glycosylation et de confirmer que ces anomalies contribuent aux atteintes neurologiques.
À plus long terme, ces travaux pourraient révéler de nouvelles cibles thérapeutiques afin de restaurer un adressage correct des protéines dans les neurones. Au-delà des maladies rares, cette recherche pourrait également apporter un nouvel éclairage sur des maladies plus fréquentes, comme la maladie d’Alzheimer ou la schizophrénie, dans lesquelles des anomalies de la glycosylation semblent également jouer un rôle.
Equipes et partenaires : le projet s’appuie sur un consortium réunissant des expertises complémentaires en glycobiologie et en neurosciences. À Lille, l’équipe du Dr. François Foulquier est une référence internationale dans l’étude des maladies congénitales de la glycosylation, avec une expertise reconnue en biologie cellulaire, trafic intracellulaire et analyse de la glycosylation. Elle collabore avec le laboratoire de la Dr Elena Taverna (Human Technopole, Milan), spécialiste en neurobiologie et en imagerie neuronale.
Sources : inspiré des éléments fournis par le Dr. François Foulquier
Photos : données par le Dr. François Foulquier
Parole de chercheur
« Notre rêve, notre souhait pour les années à venir, serait de transformer nos découvertes en des solutions concrètes pour les patients et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans le développement de neuropathologies, notamment ceux liés à la glycosylation. Notre objectif ultime est de comprendre les mécanismes en jeu et d’utiliser cette connaissance pour développer de nouvelles thérapies.
À la Fondation et à tous ses généreux donateurs : votre soutien est une inspiration et notre force motrice. » – François Foulquier
