L’étude des conséquences du défaut d’épissage de serca1 sur la fonction musculaire dans la dystrophie myotonique de type 1

The study of the consequences of serca1’s missplicing on muscle function in myotonic dystrophy type 1

• Auteur / Autrice : Damily De Dea Diniz
• Direction : Denis Furling, Arnaud François Klein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 02/10/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en myologie (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Onnik Agbulut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Marty
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mário Gomes-Pereira, Nicolas Sergeant
• DOI : 10.70675/d6c5ca9bz4308z4438z8e42zb8ffb6b57e7a

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myotonie atrophique

Épissage alternatif

Mots clés libres

ATP2a1

Épissage alternatif

Outils antisens

Dystrophie myotonique

Fonction musculaire

Modèles DM1

ATP2a1

Alternative splicing

Antisense tools

Résumé

La Dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire affectant notamment le muscle squelettique avec la présence d’une myotonie et d’une atrophie progressive et causée par une expansion anormale de triplets CTG dans le 3’UTR du gène DMPK. L’expression des ARN mutés induit la perte de fonction du facteur d’épissage MBNL1 et conduit à la réexpression de formes fœtales de certains transcrits dans les tissus adultes de patients DM1. J’ai développé un modèle de cellules musculaires exprimant de manière conditionnelle de 960 répétitions CTG interrompues, afin d’identifier des nouveaux mécanismes impliqués dans la dysfonction musculaire. Suite à l’expression ciblée d’ARN-960CUG dans des myotubes, une analyse du transcriptome montre la présence d’un certain nombre de fonction/processus biologiques typiques de la DM1. En revanche, l’induction de voies non associées à la DM1 et l’absence de phénotype suggèrent que notre modèle n’est pas approprié pour l’étude des mécanismes moléculaires. J’ai fait aussi une étude de l’impact du défaut d’épissage d’ATP2A1 (SERCA1), présent chez les patients DM1, sur la fonction musculaire. J’ai utilisé une approche antisens afin de favoriser l’exclusion de l’exon 22 d’Atp2a1 dans un muscle contrôle, conduisant à la réexpression de l’isoforme fœtal Serca1b. Chez la souris sauvage adulte, ce défaut provoque un ralentissement de la contraction et une perte de masse musculaire. Chez le poisson-zèbre, cette modification d’épissage provoque une altération de la locomotion. L’ensemble de ces résultats indique que la réexpression de Serca1b affecte la fonction musculaire et pourrait contribuer aux symptômes musculaires dans la DM1.

Myotonic Dystrophy Type 1 (DM1) is a neuromuscular disease that affects mainly the skeletal muscle with the presence of myotonia and progressive atrophy and is caused by abnormal CTG expansion in the 3'UTR of the DMPK gene. The expression of the mutated RNA induces the loss of function of the MBNL1 splicing factor and leads to the re-expression of fetal isoforms of certain transcripts in the adult tissues of DM1 patients. In order to identify new mechanisms involved in muscle dysfunction, I developed a model of muscle cells conditionally expressing 960 interrupted CTG repeats. Following the targeted expression of RNA-960CUG in myotubes, transcriptome analysis shows that despite the presence of functions/biological processes typical of DM1, the induction of non-DM1 associated pathways and the absence of phenotype suggest that this model is not appropriate for this study of molecular mechanisms. I also did a study of the impact of the ATP2A1 (SERCA1) misplicing, present in DM1 patients, on the muscular function. I used an antisense approach to promote the exclusion of exon 22 from Atp2a1 in the muscle of two animal models, leading to the reexpression of the Serca1b fetal isoform. The re-expression of Serca1b in the muscle of adult wild-type mice leads to a slowing contraction and a loss of muscle mass. In zebrafish, this modification on Atp2a1 splicing causes an alteration on the locomotion. All of these results indicate that reexpression of Serca1b affects muscle function and may contribute to muscle symptoms in DM1.