Dysfonction des cellules oligodendriales et anomalies de la myéline dans un modèle de souris transgénique de la dystrophie myotonique de type 1
Auteur / Autrice : | Sandra Oliveira Braz |
Direction : | Mário Gomes-Pereira |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génétique |
Date : | Soutenance le 22/10/2019 |
Etablissement(s) : | Université Paris Cité |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut des Maladies Génétiques (Paris) |
Jury : | Président / Présidente : Alexandre Benmerah |
Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Benmerah, Giovanni Meola, Brahim Nait-Oumesmar, Cécile Martinat, Geneviève Gourdon | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Giovanni Meola, Brahim Nait-Oumesmar |
Mots clés
Résumé
La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire multisystémique. L'atteinte cérébrale se manifeste par des symptômes neurologiques handicapants et des modifications structurales du cerveau, telles que des lésions prédominantes de la substance blanche. Les manifestations neurologiques de la DM1 impactent sévèrement le quotidien des patients et de leurs familles. La DM1 est due à l'amplification anormale de répétitions CTG dans la partie 3'UTR du gène DMPK. Les transcrits DMPK mutants ont un effet toxique en trans: ils s'accumulent sous forme d'agrégats d'ARN (foci) qui dérégulent des protéines de liaison à l'ARN, l'épissage alternatif ainsi que d'autres aspects du métabolisme des ARN. Aujourd'hui, les types cellulaires et voies moléculaires principalement perturbés dans le cerveau ainsi que leur contribution aux symptômes neurologiques restent méconnus. Pour étudier ces mécanismes, notre laboratoire a créé des modèles murins transgéniques DM1 dont les DMSXL. Ces souris expriment des transcrits DMPK mutants humains dans plusieurs tissus, y compris le cerveau, et présentent des phénotypes comportementaux, électrophysiologiques et neurochimiques pertinents. Ces souris représentent un outil unique pour l'étude du dysfonctionnement cérébral dans la DM1. Une approche protéomique réalisée sur le cerveau des DMSXL a notamment montré une dérégulation de protéines spécifiques des oligodendrocytes (OL). Cette dérégulation protéique dans les DMSXL, associée aux lésions de la substance blanche décrites chez les malades, suggère l'implication des OL dans la neuropathologie de la DM1. Mon projet de thèse avait comme objectif d'étudier l'implication des OL et de la myéline dans l'étiologie de l'atteinte cérébrale de la DM1. J'ai d'abord caractérisé la toxicité des ARN CUG dans les OL et les phénotypes de la myéline dans les DMSXL. J'ai confirmé l'accumulation de foci d'ARN in vivo, associée à des défauts d'épissage dans les OL isolés de souris adultes. Pour confirmer les atteintes de la myéline, j'ai étudié l'expression de ses composants clés, et j'ai constaté une expression retardée de certaines protéines dans les souriceaux DMSXL, ainsi que dans d'autres modèles murins de la DM1. La dérégulation de ces protéines n'est pas associée à des anomalies ultrastructurales de la myéline dans les souris DMSXL, en revanche moins d'axones y sont myélinisés, suggérant une hypomyélinisation précoce chez ces animaux. Pour rechercher si l'hypomyélinisation était due à des anomalies de maturation des OL, j'ai quantifié les sous-populations de la lignée oligodendrogliale : l'hypomyélinisation des souris DMSXL est associée à une diminution de la densité d'OL pleinement maturés. J'ai par la suite étudié les défauts cellulaires derrière les phénotypes de la myéline. Pour cela, j'ai mis au point les conditions de culture d'OL primaires issus des souris DMSXL, ainsi que les protocoles d'analyse de leur prolifération et différentiation par vidéo-microscopie semi-automatisée. Malgré une prolifération normale en culture, les précurseurs des OL (OPC) présentent des défauts de migration et de différenciation. Afin de caractériser les anomalies d'expression et d'épissage dans les OL primaires des DMSXL j'ai fait un séquençage des ARN. L'analyse bioinformatique a mis en évidence une dérégulation du cytosquelette, ainsi que des voies de signalisation impliquées dans la motilité et la différenciation cellulaire. De plus, l'analyse a montré que les défauts d'épissage détectés dans les OL DMSXL ressemblent aux profils d'épissage d'OPC indifférenciés, appuyant l'hypothèse d'un retard de maturation de la lignée oligodendrogliale. Certains défauts de maturation cellulaire ont été validés dans des OL humains différenciés à partir de cellules iPS dérivés de patients DM1. Mes travaux ont démontré des défauts des OL et de la myéline dans un modèle de la DM1, contribuant ainsi à une compréhension intégrative des atteintes cérébrales dans la DM1.