Thèse Ciblage Cellulaire Spécifique de la Fonction des Récepteurs P2x pour Moduler la Sclérose Latérale Amyotrophique Sla H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : Institut des Maladies Neurodégénératives
Direction de la thèse : Eric BOUE-GRABOT ORCID 0000000321879037
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative mortelle provoquant une perte progressive des motoneurones, conduisant à une paralysie et au décès en quelques années. La SLA est aujourd'hui considérée comme une pathologie liée au mauvais repliement des protéines, associée à une neuroinflammation chronique qui accélère la dégénérescence neuronale. À ce jour, aucun traitement ne permet d'arrêter ou d'inverser l'évolution de la maladie.
La signalisation purinergique joue un rôle clé dans les maladies neurodégénératives. Parmi ses acteurs, le récepteur P2X4 (P2X4), un canal cationique activé par l'ATP, est exprimé à la fois dans les neurones et les cellules immunitaires dans le système nerveux central. Dans le cadre du projet ANR P2XforALS nous avons montré que P2X4 exerce des effets opposés selon le type cellulaire dans lequel il est exprimé et le stade de la maladie : son activation dans les neurones aggrave la pathologie, tandis que dans les cellules immunitaires elle favorise des effets protecteurs et anti-inflammatoires. Cette dualité ouvre une voie thérapeutique originale permettant de bloquer les effets délétères neuronaux tout en renforçant les effets bénéfiques immunitaires.
L'objectif de la thèse est de développer et de tester des outils moléculaires capables de traverser la barrière hémato-encéphalique et de moduler la fonction et/ou le trafic à la surface des cellules de P2X4 sur différents modèles murins de la SLA. Nos premiers résultats sont prometteurs et montrent un ralentissement de la progression de la maladie, une protection des motoneurones et prolongeant la durée de vie. Un traitement présymptomatique avec des antagonistes sélectifs de P2X4 améliore également l'état des animaux, confirmant la validité de notre hypothèse.
Le projet vise à :
1)Développer, valider et optimiser ces outils dans plusieurs modèles murins de SLA pour confirmer leur efficacité.
2)Identifier les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans leur action protectrice.
3)Développer et tester des stratégies permettant un ciblage cellulaire précis afin de définir le meilleur schéma thérapeutique.
En cas de succès, ce projet ouvrira la voie à une possible stratégie thérapeutique pour la SLA. En ralentissant la progression de la maladie et en protégeant les motoneurones, elle pourrait améliorer significativement la survie et la qualité de vie des patients.

La sclérose latérale amyotrophique (SLA, ou maladie de Charcot) est une affection neurodégénérative fatale caractérisée par la dégénérescence progressive des motoneurones spinaux et corticaux, conduisant à une paralysie puis au décès en 3 à 5 ans. Environ 90 % des cas sont sporadiques, tandis qu'environ 10 % sont familiaux et associés à des mutations de SOD1, TDP-43, FUS ou C9ORF72. La SLA se caractérise par l'accumulation intracellulaire de protéines mal conformées et par une neuroinflammation chronique, deux processus qui agissent de manière synergique pour accélérer la perte des motoneurones. À ce jour, il n'existe ni traitement curatif ni biomarqueur fiable de la maladie.
La signalisation purinergique, et en particulier le canal cationique activé par l'ATP P2X4, est apparue comme un modulateur clé de la physiologie et de la pathologie du système nerveux central. En conditions physiologiques, P2X4 est majoritairement localisé dans des compartiments intracellulaires en raison d'une endocytose constitutive ; cependant, dans plusieurs maladies neurologiques, son expression à la surface cellulaire est fortement augmentée. Dans la SLA, une surexpression de P2X4 est observée de façon présymptomatique dans les motoneurones des souris SOD1, et la SOD1 mal conformée peut interférer avec la détection et le trafic de P2X4, suggérant que le mauvais repliement protéique perturbe directement la régulation de ce récepteur.
Afin d'explorer les rôles cellulaires spécifiques de P2X4, nous avons développé des souris knock-in conditionnelles P2X4mCherryIN, déficientes pour l'internalisation du récepteur. Dans le cadre du projet ANR P2XforALS, nous avons montré que les formes mal conformées de SOD1 et TDP-43 augmentent les niveaux de P2X4 à la surface des cellules immunitaires centrales et périphériques avant l'apparition des symptômes. En utilisant des souris double et triple transgéniques SOD1:P2X4KO et SOD1:P2X4KI, nous avons mis en évidence des fonctions opposées de P2X4 selon le type cellulaire : l'expression neuronale de P2X4 accélère la progression de la maladie, tandis que l'expression microgliale de P2X4 exerce des effets protecteurs.
Dans leur ensemble, ces résultats révèlent un rôle dépendant du type cellulaire et du stade de la maladie pour P2X4 dans la SLA, et soutiennent son potentiel à la fois comme biomarqueur et comme cible thérapeutique.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS or Charcot disease) is a fatal neurodegenerative disorder characterized by the progressive degeneration of spinal and cortical motor neurons, leading to paralysis and death within 3-5 years. About 90% of cases are sporadic, while ~10% are familial and associated with mutations in SOD1, TDP-43, FUS or C9ORF72. ALS is marked by intracellular accumulation of misfolded proteins and chronic neuroinflammation, two processes that synergistically accelerate motor neuron loss. No curative treatment or reliable biomarker is currently available. Purinergic signaling, and in particular the ATP-gated cation channel P2X4, has emerged as a key modulator of CNS physiology and pathology. Under normal conditions, P2X4 is mainly intracellular due to constitutive endocytosis, but in several neurological diseases its surface expression is markedly increased. In ALS, P2X4 upregulation occurs presymptomatically in motor neurons of SOD1 mice, and misfolded SOD1 can interfere with P2X4 detection and trafficking, suggesting that protein misfolding may directly perturb P2X4 regulation.
To explore cell-specific roles of P2X4, we developed conditional internalization-defective P2X4mCherryIN knock-in mice. Within the ANR P2XforALS project, we demonstrated that misfolded SOD1 and TDP-43 increase P2X4 surface levels in both central and peripheral immune cells before disease onset. Using double and triple transgenic SOD1:P2X4KO and SOD1:P2X4KI mice, we uncovered opposing functions: neuronal P2X4 accelerates disease progression, whereas microglial P2X4 exerts protective effects.Together, these findings reveal a cell-dependent and stage-dependent role of P2X4 in ALS, supporting its potential as both a biomarker and a therapeutic target.Des données récentes du laboratoire révèlent des rôles opposés de P2X4 selon le contexte cellulaire et/ou le stade de la SLA. L'objectif de cette thèse est de développer, utiliser et optimiser de nouveaux outils biologiques sûrs afin de démontrer que potentialiser P2X4 dans les microglies au début des symptômes ou bloquer P2X4 neuronal au stade présymptomatique peut ralentir la progression de la maladie, préserver les motoneurones et prolonger la survie dans différents modèles murins de SLA. Nous étudierons également les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces effets dans plusieurs modèles de SLA.
Ce projet vise à évaluer le potentiel thérapeutique du ciblage de P2X4 dans la SLA en combinant des approches d'efficacité, de sécurité et d'étude mécanistique.
Nos objectifs sont :
1.Développer, valider et optimiser des outils biologiques dans plusieurs modèles murins de SLA (SOD1, TDP-43, FUS) et évaluer leur efficacité sur la progression de la maladie par des analyses comportementales, cellulaires, histologiques et pharmacologiques.
2.Identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-tendant le rôle délétère de P2X4 neuronal et le rôle protecteur de P2X4 microglial/macrophagique, en utilisant des approches complémentaires au niveau de la moelle épinière, du nerf sciatique et des macrophages périphériques.
3.Concevoir et tester des stratégies de ciblage cellulaire précis de ces outils afin de définir la stratégie thérapeutique optimale.

Recent data from the laboratory reveal opposing roles of P2X4 depending on the cellular context and/or the stage of ALS. The objectives of this PhD thesis are to develop, use, and optimize new safe biological tools to demonstrate that potentiating microglial P2X4 at symptom onset or blocking neuronal P2X4 at the presymptomatic stage can slow disease progression, preserve motor neurons, and extend lifespan in different mouse models of ALS. We will also investigate the molecular mechanisms underlying these effects across multiple ALS models.
This project aims to evaluate the therapeutic potential of targeting P2X4 in ALS by combining efficacy, safety, and mechanistic approaches.
Our objectives are to:
1.Develop, validate, and optimize biological tools in several ALS mouse models (SOD1, TDP-43, FUS) and assess their efficacy on disease progression through behavioral, cellular, histological, and pharmacological analyses.
2.Identify the molecular and cellular mechanisms underlying the detrimental role of neuronal P2X4 and the protective role of microglial/macrophage P2X4 using complementary cellular and molecular approaches in the spinal cord, sciatic nerve, and peripheral macrophages.
3.Design and test strategies for precise cell-specific targeting of these tools in order to define the optimal therapeutic strategy

Le projet combinera la conception d'outils biologiques et des analyses comportementales pour suivre la progression de la maladie dans plusieurs modèles murins de SLA (SOD1, TDP-43, FUS), ainsi que des approches histologiques telles que l'immunohistochimie et la microscopie confocale pour quantifier la survie des motoneurones et l'activation microgliale. Les mécanismes moléculaires seront étudiés par RNAseq, Western blot et analyses cellulaires ciblées. L'utilisation de lignées de souris conditionnelles P2X4KI/KO permettra des investigations spécifiques des neurones, des microglies et des macrophages. Enfin, l'efficacité et la sécurité des nouveaux outils biologiques développés seront évaluées au moyen d'approches pharmacologiques in vivo et d'analyses cellulaires ex vivo.

The project will combine biological tools design, behavioral analyses to monitor disease progression in several ALS mouse models (SOD1, TDP-43, FUS) with histological approaches such as immunohistochemistry and confocal microscopy to quantify motor neuron survival and microglial activation. Molecular mechanisms will be examined using RNAseq, Western blot, and targeted cellular analyses. The use of conditional P2X4KI/KO mouse lines will enable precise neuronal, microglial, and macrophage-specific investigations. Finally, the efficacy and safety of the newly developed biological tools will be assessed through in vivo pharmacological approaches and ex vivo cellular assays.