Modélisation d'une laminopathie à partir de cellules souches pluripotentes : étude phénotypique, génétique et recherche de cibles thérapeutiques

Modelisation of a laminopathy from pluripotent stem cells : phenotypic and genotypic study, search for new therapeutic targets

• Auteur / Autrice : Anne-Claire Guénantin
• Direction : Michel Pucéat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 13/11/2012
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles ; 2000-2015)
• Jury : Président / Présidente : Florence Gonnet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hind Guenou, Gisèle Bonne
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Georges Uzan, Stéphane Zaffran

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génétique médicale

Cardiopathies

Cellules souches embryonnaires

Mots clés libres

Laminopathies

Laminopathy

Résumé

Les laminopathies regroupent des maladies rare dues à des mutations sur le gène Lmna, codant pour les lamines nucléaires A et C. Parmi des centaines de mutations identifiées jusqu’alors, la mutation Lmna+/H222P est responsable de la Dystrophie Musculaire d’Emery Dreifuss Autosomale Dominante (DMED-AD). Les patients atteints par DMED-AD souffrent d’une dystrophie et d’une cardiomyopathie. J’ai étudié tout particulièrement l’effet et la fonction de la mutation Lmna+/H222P au niveau du développement cardiaque en utilisant des cellules souches embryonnaires murines (CSEm) ainsi que des cellules humaines induites à la pluripotence (hiPS) sauvages et porteuses de la mutation Lmna+/H222P. Un défaut dans la cardiogenèse est retrouvé dans les corps embryoïdes (CE) dérivés des CSEm et dans les hiPS dont la différenciation est induite par le BMP2. En effet, dans les cellules différenciées porteuses de la mutation Lmna+/H222P, on observe une expression des gènes mésodermiques et cardiaques (ex : brachyury, MesP1, Nkx2.5, Mef2c, Isl1…) déficiente. Néanmoins, la formation du mésendoderme ne semble pas affectée dans ces cellules. De plus, des défauts de contraction dûs à une désorganisation de la structure sarcomérique est retrouvée dans les Ces dérivés des CSEm Lmna+/H222P. Mes travaux de thèse ont donc permis de mettre en place un modèle murin et humain de cellules souches pluripotentes pour laminopathies. Ces cellules pourront plus tard être utilisées afin de tester des médicaments permettant de trouver des traitements pour les personnes atteintes de la DMED-AD.

Laminopathies are rare genetic disorders caused by mutations in Lmna which encodes nuclear lamins A/C. Among hundreds of mutations identified so far, Lmna+/H222P leads to an Autosomal Dominant Emery-Dreifuss Muscular Dystrophy (AD-EDMD). AD-EDMD patients suffer of both muscle dystrophy and cardiomyopathy. Herein, we investigated the effects of Lmna+/H222P in cardiac development and function using wild type and mutated mouse embryonic stem cells (mESC) and human induced pluripotent stem cells (hiPS). Lmna+/H222P impairs cardiogenesis of both mESC and hiPSC. Expression of mesodermal and cardiac genes (i.e., brachyury, MesP1, Nkx2.5, Mef2c, Isl1…) in mESC derived embryoid bodies (mEBs) and in BMP2-induced cardiac progenitors from hIPCs was deficient in mutated cells. Nevertheless, the formation of mesendoderm was not affected in cells carrying Lmna+/H222P mutation. Cell contractility was impaired in mutated mEBs which correlated with a poor sarcomeric network visualised by cell immunostaining. Thus, my thesis revealed that human and murine pluripotent stem cells can serve as cellular model for laminopahties. These cells could be used for drug screening in order to test pharmacological approach to relieve symptomns of AD-EDMD.