Development of an anti-replicative strategy by exploiting RNA import pathway into human mitochondria

Développement d'une stratégie thérapeutique anti-réplicative via l'exploitation de la voie d'import des ARN dans les mitochondries humaines

Yann Tonin (1)

1 GMGM - Génétique moléculaire, génomique, microbiologie

Mitochondria are involved in many metabolic pathways, and mutations in their genome (mtDNA) can cause a wide range of human disorders. No efficient treatment against these pathologies is currently available. The objective of this work consisted in the development of a therapeutic approach, called anti-replicative, based on the use of the natural pathway of RNA import into mitochondria. Small artificial RNA molecules able to be imported into human mitochondria have been used as vectors to address oligoribonucleotides capable to hybridize specifically to mutant mtDNA and to stop its replication. The effect of various chemical modifications on the stability, import and efficiency of these recombinant RNA has been characterized. All the data obtained prove the validity of the anti-replicative strategy for mtDNA containing a large deletion or pathogenic point mutations and can be considered as an important step to further develop an efficient therapy of mitochondrial diseases.

Les mitochondries sont impliquées dans de nombreuses voies métaboliques, et des mutations au sein de leur génome (ADNmt) conduisent à l’apparition de nombreuses pathologies. A l’heure actuelle, il n’existe aucun traitement contre ces affections mais différentes pistes thérapeutiques sont envisagées. L’objectif de ce travail a consisté en la mise au point d’une telle stratégie, dite anti-réplicative via l’exploitation de la voie d’import naturelle des ARN dans les mitochondries. De petits ARN artificiels importables dans les mitochondries humaines ont ainsi été utilisés comme vecteurs pour y importer une séquence capable de s’hybrider spécifiquement à l’ADNmt mutant et d’en stopper sa réplication. Les résultats obtenus ont permis de prouver la validité de cette stratégie vis-à-vis d’une large délétion et de mutations ponctuelles liées à divers cas pathologiques et de caractériser l’effet de modifications chimiques sur la stabilité, l’import et l’efficacité de ces ARN recombinants.

Mots clés: Heteroplasmy; Anti-replicative; Therapeutic strategy; Oligonucleotides; RNA import; Mitochondria

Mots clés: Oligonucléotides antiréplicatif; Hétéroplasmie; Stratégie thérapeutique; Import d'ARN; Mitochondrie

Domaines: Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]

Yann Tonin. Développement d'une stratégie thérapeutique anti-réplicative via l'exploitation de la voie d'import des ARN dans les mitochondries humaines. Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]. Université de Strasbourg, 2013. Français. ⟨NNT : 2013STRAJ093⟩. ⟨tel-01144396⟩