Étude des microARNs circulants comme biomarqueurs de lésions musculaires

par Julien Siracusa

Thèse de doctorat en Physiologie, physiopathologie

Sous la direction de Renée Ventura-Clapier.

Le président du jury était Yves Fromes.

Le jury était composé de Renée Ventura-Clapier, David Israeli, Sébastien Banzet.

Les rapporteurs étaient Léonard Féasson.


  • Résumé

    Les lésions musculaires sont des événements fréquents. Le diagnostic repose sur la mesure de biomarqueurs sanguins. Les outils actuels présentent des limites qui justifient la recherche de nouveaux candidats biomarqueurs. Récemment, des petits ARNs non codants, les microARNs (miARNs), ont été identifiés. Détectables dans le plasma, certains sont spécifiques d’un tissu et ont été proposés comme de potentiels biomarqueurs de lésions tissulaires. Toutefois, leur intérêt dans le diagnostic des lésions musculaires chez l’individu sain n’est pas connu. Le but de ce travail était d’identifier et de caractériser la réponse des miARNs circulants à des lésions musculaires chez le rat.Nous avons premièrement étudié les profils plasmatiques des miARNs en réponse à des lésions musculaires myotoxiques chez le rat sain pour identifier des candidats biomarqueurs et leurs cinétiques de détection. Un criblage par RT-qPCR nous a conduits à identifier l’augmentation importante des niveaux plasmatiques de miARNs spécifiques du tissu musculaire, miR-1-3p, -133a-3p, -133b-3p, -206-3p, -208b-3p et -499-5p avec un pic de détection à 12 h. De plus, deux miARNs non spécifiques du muscle, miR-378a-3p et miR-434-3p, avaient des profils comparables. L’évaluation des performances diagnostiques a montré que les miARNs sélectionnés pouvaient discriminer les rats lésés des rats non lésés avec peu d’erreurs et une approche combinatoire nous permettait d’améliorer encore ces performances. Ces résultats ont été confirmés chez des rates femelles et des rats mâles âgés. Par ailleurs, nous avons évalué la robustesse des miARNs que nous avons sélectionnés. Malgré des profils d’expression différents des miARNs dans les fibres lentes ou rapides, le phénotype du muscle lésé avait une influence limitée sur la réponse des miARNs. Nous avons ensuite observé que la lésion d’une masse musculaire croissante ne s’accompagnait pas d’une réponse proportionnelle des miARNs circulants. Les miARNs sélectionnés n’augmentaient pas en réponse à des lésions musculaires traumatiques. Néanmoins, nous avons observé que miR-133a-3p et -133b-3p pourraient être des marqueurs intéressant pour détecter un remodelage musculaire précoce après des lésions neurologiques. Enfin, l’hémolyse et la contamination plaquettaire, deux paramètres préanalytiques connus pour induire des modifications des profils circulants, n’avaient pas d’effet sur les miARNs que nous avions identifiés.Pris dans leur ensemble, nos résultats montrent que les miARNs circulants spécifiques du muscle ainsi que miR-378a-3p et miR-434-3p, sont des biomarqueurs robuste et prometteur de lésions musculaires aigues chez le rat.

  • Titre traduit

    Evaluation of circulating microRNAs as biomarkers of muscle damage


  • Résumé

    Skeletal muscle damage is an often-occuring event. Diagnosis is based on blood biomarkers assessment. Yet, the markers currently available suffer limitations and new biomarker candidates are needed. Recently, small non-coding RNA, microRNAs (miRNAs), were identified. Detectable in plasma, some miRNAs are tissue-specific and have been proposed as biomarkers of tissue damage. However, their relevance as biomarkers of skeletal muscle damage in healthy individuals is unknown. The aim of this work was to identify and characterize the circulating miRNAs response to muscle damage in rats.First, we studied circulating miRNAs response to myotoxic muscle damage in healthy rats in order to identify biomarker candidates and their detection kinetics. RT-qPCR profiling led to the identification of muscle-specific miRNAs that subtantially increased in plasma in response to muscle damage, namely miR-1-3p, -133a-3p, -133b-3p, -206-3p, -208b-3p, and -499-5p with a peak value at 12 h. Two non-muscle-specific miRNAs, miR-378a-3p and miR-434-3p, had similar profiles. The evaluation of the diagnostic accuracy has shown that selected miRNAs were able to discriminate damaged from non-damaged rats with almost no error and a combinatory approach was able to further increase this accuracy. Similar results were found in female and aged rats. Moreover, we sought to evaluate the robustness of selected miRNAs. Despite diferente expression of selected miRNAs in slow and fast fibers, the phenotype of injured muscle had a very limited influence on the plasma miRNA response. Then, we induced muscle damage in an increasing muscle mass and we observed that damage responsive miRNA response was not proportional to the extent of muscle damage. Selected miRNAs did not increased in response to traumatic muscle damage. However, we observed that miR-133a-3p et -133b-3p could be useful markers to detect an early muscle remodeling following neurologic damage. Finally, hemolysis and platelet contamination, two pre-analytical factors known to affect circulating miRNA profiles, had no effect on the miRNAs we selected.Taken together, our results show that circulating muscle-specific miRNAs as well as miR-378a-3p and miR-434-3p, are robust and promising biomarkers of acute muscle damage in rats.


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