Etude de l'implication des acides sialiques dans la régulation de la fusion myoblastique

Involvement of sialic acids in the regulation of myoblastic fusion

• Auteur / Autrice : Caroline Vergé
• Direction : Jean-Michel Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects cellulaires et moléculaires de la biologie
• Date : Soutenance le 09/12/2019
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Biologiques et Santé (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Agroressources, Biomolécules et Chimie pour l'Innovation en Santé (Limoges ; 2018-)
• Jury : Président / Présidente : Abderrahman Maftah
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Michel Petit
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Anne Harduin-Lepers, Laurent Morel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myogénèse

Mots clés libres

Myogenèse

Sialyltransférases

Pax7

N-glycanes sialylés

Cellules C2C12

Myogenesis

Sialyltransferases

Pax7

Sialylated N-glycans

C2C12 cell line

Résumé

La myogenèse est un processus physiologique qui inclut la prolifération, la différenciation et la fusion des myoblastes dans le but de créer des myotubes et par conséquent des fibres musculaires. Ces processus sont régulés par les MRF (Myogenic Regulatory Factors) et par les protéines Pax3 et Pax7, membres de la famille des protéines « Paired box ». L'équilibre entre l'expression de Pax7 et de MyoD est le facteur déterminant du devenir des progéniteurs musculaires et de leur entrée en différenciation. La fusion myoblastique nécessitent aussi la présence des glycanes sur les protéines à la surface cellulaire. Nous avons démontré qu'au cours de la différenciation myoblastique a lieu une diminution de l'α2,6 sialylation associée à une baisse de l'expression du gène st6gal1. Nous avons utilisé la lignée myoblastique murine C2C12 afin d'analyser les modifications de l'α2,6 sialylation et son impact sur l'expression de Pax7 au cours de la différenciation cellulaire. C'est pourquoi, nous avons créé des clones de C2C12 qui sous-expriment st6gal1 grâce à l'introduction d'un shRNA spécifique. Les clones obtenus montrent une prolifération ralentie et une faible expression de Pax7 ainsi qu'un indice de fusion plus important. Les structures glycaniques modifiées lors de la différenciation ont été identifiées par « lectinblots » et spectrométrie de masse : les N-glycanes sialylés bi-fucosylés sont les plus impactés par la diminution de l'α2,6 sialylation en différenciation. L'indice de fusion observé dans les clones engendre une diminution de la proportion des cellules de réserve (Pax7+/MyoD-). La quasi-extinction de l'expression de Pax7 pendant la différenciation est due à la baisse de l'activation de la voie de Notch. Le KD de st6gal1 inactive la voie Smad2/3 associée à la prolifération et il active la voie Akt connue pour favoriser la différenciation. Ainsi, nous montrons que l'α2,6 sialylation est nécessaire pour la prolifération myoblastique et elle contribue à l'activation de Pax7.

Myogenesis is a physiological process which includes the proliferation, the differentiation and the fusion of myoblasts in order to form myotubes and then muscular fibers. These mechanisms are regulated by the MRF (Myogenic Regulatory Factors) and Pax3 and Pax7 proteins which are members of the Pax protein family. The balance between Pax7 and MyoD is the determining factor of the cell fate determination and the entry in differentiation. The myoblasitc fusion requires the presence of glycans on cell surface proteins. We demonstrated that during C2C12 cell differentiation, takes place a decrease of α2,6 sialylation associated with a decrease of gene expression coding for ST6Gal I. We have used the C2C12 myoblastic cell line to analyse the modifications of α2,6 sialylation and its impact on the expression of Pax7 during cell differentiation. For this purpose, we have created C2C12 clones which expressed shRNA against st6gal1. These cells show a slowdown proliferation, a severe decrease of Pax7 expression and an earlier entry in differentiation. The glycanic structures modified during myoblast differentiation were identified by lectinoblotting and mass spectrometry: the sialylated bi-fucosylated N-glycans are the most impacted by the decrease of α2,6 sialylation. The earlier fusion of the clones st6gal1- leads to a decrease of the amount of the reserve cells (Pax7+/MyoD-). The extinction of Pax7 expression during differentiation is due to the decrease of the activation of Notch pathway. The KD of st6gal1 inactivates Smad2/3 pathway associated with the cell proliferation and it activates the Akt pathway which favors the cell fusion. We can conclude that α2,6 sialylation is required for C2C12 proliferation and it contributes to Pax7 activation.