Etudes des mécanismes impliqués dans la neurophysiopathologie associée à la Myotonie Dystrophie de Type 1

par Sylvain Roqueviere

Projet de thèse en Immunologie

Sous la direction de Cécile Martinat et de Cécile Martinat.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....) , en partenariat avec Centre d'étude des cellules Souches (laboratoire) et de Université d'Évry-Val-d'Essonne (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-11-2014 .


  • Résumé

    La Myotonie dystrophique de type 1 (DM1) ou maladie de Steinert est l'une des dystrophies musculaires les plus fréquentes de l'adulte avec une prévalence de 1/8000, ce qui à l'échelle de la population française correspondrait à 7000 voire 8000 personnes atteintes vivant sur le territoire national. Cette maladie est caractérisée par une forte atrophie musculaire (dystrophie) et un retard à la décontraction musculaire après stimulation nerveuse (myotonie). Parallèlement à ces atteintes musculaires, la DM1 touche un grand nombre d'organes tels que le cœur, le système nerveux central, le système oculaire, le système endocrinien et est souvent associée à une insulino-résistance. A l'origine de cette maladie à transmission autosomique dominante, on trouve une répétition anormale de triplets CTG dans la région 3' transcrite non traduite du gène codant pour la myotonine ou DMPK (Dystrophic Myotonia Protein Kinase). Cette mutation est responsable de la formation d'inclusions ribonucléoprotéiques intranucléaires séquestrant des protéines normalement impliquées dans les processus de maturation des ARNm et conduisant donc à des anomalies d'expression génique. Malgré de grandes avancées quant aux mécanismes moléculaires associés à cette pathologie, les mécanismes physiopathologiques restent encore mal compris. En particulier, la DM1 a été longtemps considérée comme une maladie purement musculaire et ce n'est que depuis quelques années que d'autres atteintes, tels que celles des neurones moteurs qui ont pour fonction de communiquer avec le muscle, ont commencé à être étudiées. Au sein du laboratoire I-Stem, l'équipe du Dr. MARTINAT, dans laquelle j'effectue mon doctorat, a été l'une des premières à démontrer l'énorme potentiel offert par les cellules souches embryonnaires humaines porteuses de la mutation causale de la DM1 et obtenues au cours d'un diagnostic préimplantatoire pour identifier de nouveaux mécanismes physiopathologiques, en particulier en identifiant des défauts d'expression génique pouvant être impliqués dans la mauvaise communication entre le neurone moteur et sa cible musculaire, à l'origine du syndrome myotonique associé à cette pathologie. L'objectif de ma thèse est de poursuivre ces premiers travaux en m'intéressant plus précisément aux mécanismes moléculaires et cellulaires pouvant être impliqués dans cette mauvaise communication. Mon programme de thèse, que j'ai commencé il y a 6 mois, peut être schématiquement divisé en deux parties : 1). Mise en place d'un système cellulaire basé sur des co-cultures compartimentées et structurées de neurones moteurs issues des cellules souches embryonnaires humaines et des myotubes primaires issus de patients DM1. L'objectif de cette partie est d'établir un système cellulaire robuste permettant de jouer sur le site d'expression de la mutation et d'évaluer l'effet de la mutation DM1 sur la mise en place de ce système intercellulaire, en étudiant en particulier les jonctions neuromusculaires. 2). Etudier moléculairement et fonctionnellement un nouveau défaut d'épissage que l'équipe a identifié récemment dans des biopsies de patients et qui affecte l'expression du récepteur aux Ephrines A5, qui ont un rôle déterminant dans le guidage axonal et donc dans la mise en place du système nerveux. Mes premiers résultats ont permis d'identifier le facteur d'épissage CUGBP2 comme étant, au moins en partie, impliqué dans cette anomalie. Mon objectif est, dès lors, de comprendre les conséquences fonctionnelles de ce défaut génique, en m'intéressant en particulier aux répercussions potentielles de cette altération dans le système intercellulaire neurones moteurs/ muscles. Ce projet de recherche vise à étendre la sphère d'utilisation des cellules souches pluripotentes humaines à des fins thérapeutiques en définissant leur capacité à modéliser une pathologie génétique de façon suffisamment précise.

  • Titre traduit

    Study of neurophysiopathologic mecansim involved in Myotonic Dystrophy Type 1


  • Résumé

    Although Myotonic Dystrophy type 1 (DM1) has long been characterized as a primarily muscular disease, a growing number of studies point out the importance of the central nervous system involvement in the clinical features of DM1. Psychological dysfunction, excessive daytime sleepiness, and neuropathological abnormalities have been described in DM1 patients. Nevertheless, the molecular bases of these neuronal affections are still poorly understood. Eph receptor and their corresponding ligands, ephrins, are membrane-anchored proteins that are considered as a crucial system in the development and maturation of the central nervous system. We identified a splice defect affecting the expression of Eph receptor A5 (EPHA5) both in DM1 patient biopsies as well as in neurons derived from human embryonic stem cells that carry the causal mutation of DM1. Our results demonstrated that this splice event is, at least partially, controlled by CUGBP2. At the functional level, this splicing seems to be involved in the regulation of the downstream signaling pathway of EPHA5. Our results suggest a possible contribution of EPHA5 in DM1 neuropathogenesis. Moreover recent studies have shown the presence of FOCI in the nuclei of motor neurons, thus showing a possible involvement of motor neurons in the physiopathology. Thats why a part of my project is the development of a coculture model of motor neurons and muscular cells, in order to study neuromuscular jonction in DM1 context.