Mécanismes moléculaires impliqués dans la fusion des cellules précurseurs myogéniques humains

Molecular mecanisms implicated in human myogenic precursor cells fusion

• Auteur / Autrice : Peggy Lafuste
• Direction : François-Jérôme Authier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myocytes

Intégrines

Myogénèse

Résumé

Les cellules musculaires striées squelettiques, sont des cellules multinucléées, formées par la prolifération, l'agrégation etla fusion de cellules précurseurs myogéniques (myogenic precursor cells, mpc) mononucléées. La caractérisation des mécanismes moléculaires impliqués dans le processus de fusion des cellules myogéniques humaines apparaît nécessaire à l'amélioration des biothérapies des maladies musculaires. Nous avons choisi d'évaluer in vitro l'implication de deux systèmes dans la fusion des mpc humaines l'ADAM12 et son partenaire intégrine alpha9betal et le récepteur purinergique P2X7. Nous avons montré l'expression du P2X7 par les mpc humaines et une partie de ses fonctions. Le récepteur P2X7 semble intervenir dan les mécanismes de régulation de la mort cellulaire plutôt que dans la fusion des mpc. Nous avons montré que les mpc humaines expriment constitutivement l'ADAM12 et l'intégrine alpha9betal in vitro et que les deux molécules interagissent entre elles aux zones de contact intercellulaire. L'inhibition du système ADAM12/ alpha9betal montre une diminution significative de l'index de fusion global. Cet effet n'est pas du à un détachement des mpc de leur support, et intervient principalement dans l'élongation des myotubes. Nous avons démontré in vivo chez l'homme une forte expression des 2 isoformes membranaire et secrétée d'ADAM 12 lors du processus de nécrose/régénération myocytaire; les cellules exprimant ADAM12 étant d'origine myogénique, hématopoi͏̈étique et interstitielle potentiellement myogénique. Le contrôle de la fusion des mpc avec les myocytes existants s'inscrit dans le développement de thérapies cellulaires efficaces des maladies musculaires.

Cell therapy using transplantation of exogenous myogenic precursor cell (mpc) aimed at fusing with mature muscle fibres may help treating devastating muscle diseases. Characterization of molecular systems involved in mpc is a major goal to improve cell therapy. Fusion does not depend on the engagement of a single molecule, but rather on the coordinated recruitment of several molecules mediating ceIl aggregation, close cell-to-cell contact and, finally, the actual fusion event. Among the different human fusion systems, molecules from the ADAM family and the purinoceptor P2X7 could play a direct role in the cell fusion process itself. We showed in human mpc cultures, expression and partial functionality of P2X7. It seems to be implicated in cell death regulation during differentiation process more than in mpc fusion. We showed that human mpc constitutively express ADAMI2 and its integrin partner alpha9betal. Both molecuîes interact atcell-ceII contact areas. Inhibition strategies induce a significant decrease of fusion index. This effect is not due to ceIl de-adhesion from their support, and interaction of ADAM12 and alpha9betal s mainly operative in nascent myotube growth. We showed, in vivo, that in human the necrosislregeneration process is associated with high expression of both isoforms of ADAM1 2 (membrane-bound and secreted). Cells expressing ADAM12 are from myogenic, haematopoietic and interstitial origin. We believe that there is great interest in understanding mpc fusion, because of both ifs central role in muscle development and adult muscle repair, and the relevance of influencing muscle cell fusion for designing future therapeutic strategies.