Thèse soutenue

L’organisation du syncytium en domaines nucléaires compartimente la dystrophine sarcolemmale et détermine la réponse aux thérapies d’une souris modélisant la Dystrophie Musculaire de Duchenne
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Auteur / Autrice : Adrien Morin
Direction : Helge Amthor
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
Date : Soutenance le 31/03/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Handicap neuromusculaire : physiopathologie, biothérapie et pharmacologie appliquées (Versailles ; 2015-....)
référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Peggy Lafuste
Examinateurs / Examinatrices : Ketan Patel, France Leturcq, Maaike Van Putten, Terence Partridge
Rapporteurs / Rapporteuses : Peggy Lafuste, Ketan Patel

Résumé

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La fibre musculaire est un syncytium multinucléé qui exprime la dystrophine de façon homogène le long de sa membrane pour maintenir l’intégrité de celle-ci lors de la contraction. La perte de dystrophine au niveau du sarcolemme conduit à la maladie neuromusculaire fatale, la myopathie de Duchenne (DMD). Nous avons ici étudié l’organisation subcellulaire de la dystrophine sarcolemmale ainsi que la pharmacodynamique de sa restauration dans un modèle murin.A partir du modèle de souris DmdEGFP précédemment créé, j’ai participé à la génération du le modèle DmdEGFP-mdx permettant de suivre l’apparition de dystrophine révertante ou sa restauration thérapeutique. J’ai analysé la distribution sarcolemmale de la dystrophine chez différents modèles de souris hétérozygotes pour l’allèle DmdEGFP et DmdEGFP-mdx ainsi que lors d’apparition de fibres révertantes chez la souris DmdEGFP-mdx. L’observation in vivo et ex vivo de la protéine de fusion dystrophine-EGFP a permis de décrire l’organisation costamérique de la dystrophine sarcolemmale. Cette organisation est formée par le chevauchement d’unités sarcolemmales de la dystrophine d’environ 80 µm. Ces unités basales compartimentent la dystrophine le long de la fibre musculaire, y compris à la jonction myotendineuse (JMT). Les noyaux spécialisés de cette jonction expriment fortement le gène Dmd de la dystrophine, ce qui entraine une accumulation plus élevée de celle-ci comparé au sarcolemme interjonctionnel. Je n’ai pas observé de récupération de fluorescence après des expériences de photoblanchiment, ce qui suggère que la dystrophine est stablement et restrictivement ancrée au sein des costameres. L’excision de l’exon 23 du gène Dmd par CRISPR/Cas9 transporté par AAV, à un faible titre viral, restaure de façon mosaïque l’unité basale de la dystrophine sarcolemmale. Le traitement par oligonucléotide antisens tricyclo-ADN, pour sauter l’épissage de l’exon 23 du gène Dmd, entraine-lui une restauration de la dystrophine tout le long de la fibre en commençant par la JMT. Une telle restauration de la dystrophine, même à un très faible niveau (<2%), est suffisante pour diminuer les niveaux sanguins de créatine phosphokinase, un biomarqueur de dystrophies musculaires.Pour résumer, j’ai découvert que la dystrophine sarcolemmale du syncytium musculaire est organisée en chevauchements d’unités basales. La restauration de ce chevauchement le long du sarcolemme est probablement essentielle au succès des stratégies thérapeutiques visant à restaurer la dystrophine dans le cadre de la DMD.