Rôle du récepteur nucléaire Rev-erb-α dans la fonction du réticulum sarcoplasmique du muscle squelettique : implications physiologiques et pathologiques

Role of the nuclear receptor Rev-erb-α in the function of the sarcoplasmic reticulum of skeletal muscle : physiological and pathological implications

• Auteur / Autrice : Alexis Boulinguiez
• Direction : Steve Lancel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie
• Date : Soutenance le 05/04/2019
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (Lille) - Récepteurs nucléaires, maladies cardiovasculaires et diabète EGID FR 3508

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myopathie de Duchenne

Réticulum endoplasmique

Dissertations universitaires

Muscles squelettiques

Myopathie pseudo-hypertrophique de Duchenne

Réticulum endoplasmique

Mots clés libres

Rev-erb-α

Muscle squelettique

Réticulum endoplasmique

Rev-erb-α

Skeletal muscle

Endoplasmic reticulum

Résumé

Au sein du muscle squelettique, le réticulum sarcoplasmique occupe une place essentielle dans la régulation de l’homéostasie calcique et de la contraction musculaire. En particulier, le transporteur calcique SERCA, situé à la membrane du réticulum endoplasmique permet de reconstituer le contenu calcique réticulaire suite à une contraction musculaire. Dans le muscle squelettique, l’activité de SERCA est contrôlée par un peptide inhibiteur spécifique appelé la myoréguline. Nous nous intéressons au rôle du récepteur nucléaire Rev-erb-α, un répresseur de transcription connu pour favoriser la fonction musculaire et dont l’activité peut être modulée par des ligands pharmacologiques. Nos résultats montrent que Rev-erb-α réprime l’expression de la myoréguline en se fixant sur son promoteur, ce qui a pour conséquence l’augmentation de l’activité de SERCA et la hausse du contenu calcique réticulaire. Un traitement avec un agoniste de Rev-erb-α, le SR9009, améliore l’homéostasie calcique et la contractilité musculaire de souris mdx/utr+/-, un modèle de la myopathie de Duchenne. Par ailleurs, le réticulum endoplasmique est le siège de la conformation des protéines de la voie sécrétoire. Des altérations de la conformation protéique provoquent un stress réticulaire et le déclenchement de la réponse aux protéines mal-conformées qui peut conduire jusqu’à l’apoptose. Il est décrit que le stress réticulaire est un phénomène impliqué dans l’activation de la cellule satellite musculaire suite à une blessure. Nous avons établi que Rev-erb-α, en augmentant l’interaction entre le réticulum endoplasmique et la mitochondrie accroit l’activation de la réponse aux protéines mal-conformées et l’apoptose de cellules satellites activées, ce qui pourrait impacter le potentiel de régénération musculaire. En conclusion, nous avons identifié Rev-erb-α comme un modulateur de la fonction du réticulum endoplasmique dans le muscle squelettique. Dans le futur, des thérapies ciblant spécifiquement Rev-erb-α pourraient être développées dans le cadre de pathologies musculaires chez l’Homme.

Within skeletal muscle, the sarcoplasmic reticulum plays an essential role in the regulation of calcium homeostasis and muscle contraction. In particular, the SERCA transporter, located at the membrane of the endoplasmic reticulum, by pumping calcium from cytosol from reticular lumen, allows the reticular calcium content to be reconstituted following muscle contraction. In skeletal muscle, SERCA activity is controlled by a specific inhibitory peptide called myoregulin. We are interested in the role of the nuclear receptor Rev-erb-α, a transcription repressor known to promote muscle function and whose activity can be modulated by pharmacological ligands. Our results show that Rev-erb-α represses the expression of myoregulin by binding to its promoter, which results in an increase in SERCA activity and an increase in reticular calcium content. Treatment with a Rev-erb-α agonist, SR9009, improves calcium homeostasis and muscle contractility in mdx/utr+/- mice, a model of Duchenne myopathy. In addition, the endoplasmic reticulum is the site of protein conformation of the secretory pathway. Alteration in protein conformation causes reticular stress and triggers the unfolded protein response that can lead to apoptosis. It is described that reticular stress is a phenomenon involved in the activation of skeletal muscle satellite cell following an injury. We have established that Rev-erb-α, by increasing the interaction between endoplasmic reticulum and mitochondria enhances the activation of unfolded protein response and apoptosis of activated satellite cells, which could impact the muscle regeneration capacity. In conclusion, we have identified Rev-erb-α as a modulator of endoplasmic reticulum function in skeletal muscle. In the future, specific Rev-erb-α targeting therapies may be developed for human muscle diseases.