Analyse fonctionnelle, cellulaire et moléculaire des effets du stress oxydatif sur l'homéostasie calcique du muscle dystrophique

par Aude Lafoux

Thèse de doctorat en Physiologie

Sous la direction de Corinne Huchet-Cadiou.

Soutenue en 2006

à Nantes , dans le cadre de École doctorale chimie biologie (Nantes) , en partenariat avec Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    La myopathie de Duchenne (DMD) est une maladie neuromusculaire affectant environ 1 garçon sur 3500. Elle est due à des mutations dans le gène codant pour la dystrophine, protéine de 420 kDa identifiée en 1987, localisée sous la membrane de la fibre musculaire. Une perturbation de l’homéostasie calcique est l’un des mécanismes impliqués dans le processus physiopathologique de cette maladie. Cependant, l’absence de la dystrophine induit également la délocalisation de l’enzyme NO-synthase provoquant une diminution de la libération de NO, ce qui pourrait être à l���origine de l’accumulation de radicaux libres, inducteurs potentiels de la nécrose musculaire. Le but de ce travail a donc été d’étudier le rôle du stress oxydatif dans le processus dystrophique musculaire du diaphragme de souris mdx, modèle animal de la DMD, et tout particulièrement sur les mécanismes participant à la régulation du Ca2+ intracellulaire. Ainsi, les effets potentiels d’oxydants tels que le peroxyde d’hydrogène (H2O2) et l’acide hypochlorique (HOCl) ont été analysés sur les structures impliquées dans la fonction musculaire telles que les myofilaments et le réticulum sarcoplasmique, organite impliqué dans la régulation du Ca2+ et apparaissant aussi comme des cibles privilégiées de l’oxydation cellulaire. Les résultats obtenus sur le modèle de fibres perméabilisées au triton X-100 montrent que seul HOCl induit une augmentation de la sensibilité au Ca2+ des protéines contractiles. L’analyse des contractures induites par l’activation des récepteurs à la ryanodine par la caféine sur le modèle de fibres perméabilisées à la saponine montre que H2O2 et HOCl induisent une diminution des contractures développées traduisant une diminution de la quantité de Ca2+ libérée, ces effets étant significativement plus importants pour le muscle dystrophique. Lors d’approches conduites sur des vésicules de réticulum sarcoplasmique, la sensibilité accrue des muscles dystrophiques à l’action des oxydants a été également mise en évidence. Ainsi, dans ces cellules squelettiques de diaphragme où la dystrophine est absente, nos résultats montrent que les oxydants peuvent altérer la fonction contractile par une action au niveau des mécanismes cellulaires impliqués dans le contrôle du Ca2+, suggérant à nouveau l’implication d’un stress oxydatif dans le processus dystrophique et son association étroite avec la perturbation de l’homéostasie calcique. Aucun traitement curatif de la myopathie de Duchenne est actuellement disponible, seule la prescription de stéroïdes comme traitement palliatif permet de ralentir la maladie mais comporte de nombreux effets secondaires. La suite de l’étude a donc été consacrée à l’analyse des effets bénéfiques potentiels de traitements pharmacologiques. Les souris mdx traitées à base de créatine ou de L-arginine montrent une récupération de certaines fonctions motrices associée à une amélioration de la fonction de charge en Ca2+ du réticulum sarcoplasmique. Ces résultats démontrent l’importance de cet organite dans le contrôle du Ca2+ du muscle dystrophique. Les protéines impliquées dans la régulation du Ca2+ apparaissent donc comme des cibles privilégiées dans le cadre de la mise en place de nouveaux traitements de la DMD

  • Titre traduit

    Functional, cellular and molecular analyse of oxidative stress on calcium homeostasis of dystrophic muscle


  • Résumé

    Duchenne muscular dystrophy (DMD) is characterized by necrosis and progressive muscle weakness. In DMD patients and mdx mouse model, dystrophin deficiency lead to altered total Ca2+ content but also to an oxidative stress. This study examine the direct effect of oxidant on the contractile apparatus and sarcoplasmic reticulum (SR) function in diaphragm from mdx mice. Exposing triton skinned fibres to H2O2 or HOCl induced a decrease of tension. Data from saponin skinned fibres and SR vesicles show that oxidant slowing-down the SR Ca2+ uptake. Furthermore, mdx muscle was more affected by H2O2, suggesting that oxidant could been implicated in alteration of Ca2+ homeostasis via disruption of SR function. A second part of this study investigated the potential benefits of pharmacological tools in reversing the Ca2+ sequestration function of SR. Creatine or L-arginine treated mdx mice show an improvement of motor capacity, of cellular contractile function and particularly of the SR Ca2+ uptake. Taken together, these data show the importance of SR function in Ca2+ regulation in dystrophic muscle.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (226 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 195-224. Index.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
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