L'analyse phylogénétique du gène CFTR plaide pour l'utilisation du lapin comme modèle animal dans la mucoviscidose

Abstract

A l’heure des premiers essais de thérapie génique chez l’homme dans la mucoviscidose, il n’existe pas de modèle animal totalement satisfaisant. Bien que les modèles murins présentent partiellement des signes phénotypiques de mucoviscidose, les atteintes pulmonaires et pancréatiques retrouvées chez l’homme ne sont pas totalement reproduites, du fait des différences de profil d’expression du CFTR et des différences anatomiques et physiologiques entre l’homme et les rongeurs. Afin d’identifier une espèce animale qui pourrait représenter un meilleur modèle que les modèles murins existants, nous avons réalisé une analyse phylogénétique des séquences nucléotidiques de la région promotrice et de l’ADNc du CFTR chez différentes espèces de mammifères. Ces résultats ont été confrontés aux données histologiques et immunohistochimiques du CFTR au niveau de l’épithélium respiratoire. La comparaison des séquences de la région promotrice permet clairement de séparer deux groupes : les rongeurs (rat et souris) d’une part et les autres espèces (homme, gibbon, cynomolgus, ouistiti, vache et lapin). L’analyse phylogénétique de l’ADNc du CFTR confirme que la séquence du lapin est plus proche de celle de l’homme que de celle des rongeurs. Cette divergence inattendue lapin-rongeur est corroborée par les analyses de l’épithélium respiratoire de surface. Ces résultats suggèrent que le lapin peut être un outil pour l’étude du transfert de gène au niveau pulmonaire et qu’il pourrait conduire à un meilleur modèle de mucoviscidose que les modèles murins actuels par inactivation sélective du CFTR quand des cellules embryonnaires souches de lapin seront disponibles.

Several groups have generated mouse models for CF by disrupting the mouse CFTR gene or, more recently, by introducing the most common mutation found in human, the DeltaF508 mutation, into the mouse CFTR gene. Although these animals display some phenotypic features of CF patients with prominent intestinal pathology, the pulmonary and pancreatic CF manifestations are not accurately replicated. These data are in correlation with the pattern of CFTR expression as well as with anatomical and physiological differences in man and rodent. In order to verify an animal species which could lead to a better CF model than the today murine models, the nucleotides sequences of the CFTR promoter region and available cDNA of eight mammalian species representing four different orders (Primates, Artiodactylia, Lagomorpha and Rodentia) were analysed. Promoter sequence comparisons yielded two deeply separated groups, one including man, non-human primates, cow, and rabbit, and the other including the rodents. Phylogenetic analyses of CFTR cDNA deeply separated the rabbit from the two members of its presumed sister order of Rodentia. This unexpected rabbit-rodent divergence is corroborated by airway surface epithelium analyses. These analyses, as well as anatomical and developmental data, suggest that the rabbit provides a suitable tool for gene transfer investigations, and once rabbit embryonic cells become available, could lead to a better CF model than the today murine models by CFTR gene targeting. [References: 26]