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Introduction
Le gène LAMP3 code pour la protéine lysosomal membranaire 3. Ce gène, exprimé au niveau pulmonaire dans les cellules alvéolaires de type II (AEC2), a été récemment suggéré comme gène candidat de développement de pneumopathie interstitielle diffuse (PID) lié au métabolisme du surfactant pulmonaire, mais sans études fonctionnelles réalisées. Deux variants hétérozygotes ont été identifiés au laboratoire chez un patient avec un diagnostic de PID à 9 ans. L’objectif de cette étude était de caractériser les deux variants identifiés, ainsi que le variant rapporté dans la littérature et d’identifier l’implication de LAMP3 dans le métabolisme du surfactant pulmonaire.
Méthodes
Les variants de LAMP3 ont été identifiés par séquençage d’exome. Les études ex vivo ont permis d’étudier l’expression des ARNm à partir de brossage nasal et de tissu pulmonaire, ainsi que l’expression de la protéine par immunohistochimie sur biopsie pulmonaire. In vitro, la localisation subcellulaire de LAMP3 étudiée par immunofluorescence et son expression par western blot, ont été analysées après expression transitoire dans la lignée A549. Enfin les interactions entre LAMP3 et les protéines du surfactant (SP)-B et SP-C ont été évaluées par co-immunoprécipitation.
Résultats
L’enfant, un garçon de 15 ans atteint de PID, était hétérozygote composite pour deux variants de LAMP3 : p. (Tyr302Glnfs*2) et p. (Thr268Met). Les études ex vivo de l’ARNm ont montré une dégradation des transcrits portant la variant décalant le cadre de lecture par probable nonsense-mediated mRNA decay (NMD). L’immunohistochimie sur biopsie pulmonaire du patient a confirmé une diminution globale de l’expression de LAMP3. In vitro, les études fonctionnelles de la variation T268M et de la variation G288R précédemment rapportée n’ont pas révélées de défaut de localisation subcellulaire de LAMP3. L’étude de l’expression de ces variations a montré une diminution significative des protéines mutées par rapport à la forme sauvage de la protéine (WT). De plus, la protéine T268M présentait un poids moléculaire plus bas que la forme WT en western blot. L’étude de N-glycosylation de la variation T268M, a confirmé un défaut de glycosylation. Le lien entre LAMP3 et le surfactant pulmonaire a été mis en évidence par l’interaction de la protéine avec SP-B et SP-C. De plus une quantité plus importante de pro-SP-B et pro-SP-C a été détectée après précipitation avec LAMP3 T268M en comparaison avec le WT.
Conclusion
Cette étude a permis de mettre en évidence le caractère pathogène des deux variants retrouvé chez un patient atteint de PID précoce. Les liens étroits entre LAMP3 et le métabolisme des surfactants pourraient expliquer la physiopathologie de cette maladie. L’ensemble de ces résultats permettent d’impliquer le gène LAMP3 dans les PID.
Références
[1] Louvrier C. et al. Bi-allelic LAMP3 variants in childhood interstitial lung disease : a surfactant-related disease. EBioMedicine. 2025 Mar : 113 : 105626
[2] Rips J. et al. Unbiased phenotype and genotype matching maximizes gene discovery and diagnostic yield. Genet Med. 2024 Apr ; 26(4):101068
[3] Dillard K. et al. Recessive missense LAMP3 variant associated with defect in lamellar body biogenesis and fatal neonatal interstitial lung disease in dogs. PLoS Genet. 2020 Mar 9 ; 16(3):e1008651