Modélisation 3D de la jonction neuromusculaire grâce aux cellules hiPS dans la maladie de Charcot-Marie-Tooth.

3D modeling of the neuromuscular junction using hiPS cells in Charcot-Marie-Tooth disease.

• Auteur / Autrice : Hugo Arnold
• Direction : Pierre-antoine Faye, Frédéric Favreau
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Chimie Santé mention Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2025
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : Biologie, Chimie, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : NEURopathies et Innovations Thérapeutiques

Mots clés

Mots clés libres

Jonction neuromusculaire

Cellules hiPS

Maladie de Charcot-Marie-Tooth

Neuromuscular junction

HiPS cells

Charcot-Marie-Tooth disease

Résumé

L'objectif principal de notre projet est de développer un modèle original de jonction neuromusculaire in-vitro en 3D combinant les trois types cellulaires. Cela permettra de répondre à des questions fondamentales quant aux mécanismes physiopathologiques impliqués dans la CMT, mais aussi à plus long terme d'identifier des molécules thérapeutiques sur un modèle proche de la physiologie de l'individu atteint. Ce projet repose sur la mise en commun de l'expertise spécifique de trois laboratoires de la Région Nouvelle Aquitaine : le laboratoire XLIM-UMR-CNRS7252 (Univ Limoges), qui développe, entre autre, des micro-puces par impression 3D qui vont permettre l'assemblage de ces types cellulaires; le laboratoire PRéTI-UR24184-UFR SFA (Univ Poitiers), qui possède l'expertise de développement 2D et 3D des cellules musculaires in-vitro, dont des cellules dérivées d'hiPSCs, mais également des méthodes permettant les études fonctionnelles de ces modèles (imagerie calcique), et par des approches originales (optogénétique); le laboratoire UR20218 NeurIT (Univ Limoges), qui a mis en place la technologie d'hiPSC et leurs différenciations à Limoges. Des résultats préliminaires obtenus au laboratoire sur des cellules saines montrent que la co-culture motoneurones/cellules de Schwann favorise l'extension des prolongements neuronaux. Parallèlement à ces expériences, une collaboration avec l'équipe Mitolab UMR Inserm U1083- CNRS 6015 à Angers nous permettra de réaliser des expérimentations d'oxygraphie, de métabolomique et de lipidomique permettant de clarifier le rôle de GDAP1 dans cette pathologie. Une fois ce modèle caractérisé sur cellules saines, cette culture complexe avec les trois types cellulaires sera appliquée à des cellules issues de patients pour comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la CMT au niveau de la jonction neuromusculaire, et pourra permettre d'identifier des alternatives pharmacologiques à plus long terme, en lien avec la Startup locale CURLIM.

The main objective of our project is to develop an original in-vitro 3D neuromuscular junction model combining the three cell types. This will allow us to answer fundamental questions about the pathophysiological mechanisms involved in CMT, but also in the longer term to identify therapeutic molecules on a model close to the physiology of the affected individual. This project is based on the pooling of the specific expertise of three laboratories in the Nouvelle Aquitaine Region: the XLIM-UMR-CNRS7252 laboratory (Univ Limoges), which develops, among other things, 3D printing microchips that will allow the assembly of these cell types; the PRéTI-UR24184-UFR SFA laboratory (Univ Poitiers), which has expertise in 2D and 3D development of in vitro muscle cells, including cells derived from hiPSCs, as well as methods for functional studies of these models (calcium imaging), and through original approaches (optogenetics); the UR20218 NeurIT laboratory (Univ Limoges), which has implemented hiPSC technology and their differentiation in Limoges. Preliminary results obtained in the laboratory on healthy cells show that co-culture of motor neurons/Schwann cells promotes the extension of neuronal processes. In parallel with these experiments, a collaboration with the Mitolab team UMR Inserm U1083- CNRS 6015 in Angers will allow us to carry out oxygraphy, metabolomics, and lipidomics experiments to clarify the role of GDAP1 in this pathology. Once this model has been characterized on healthy cells, this complex culture with the three cell types will be applied to cells from patients to understand the pathophysiological mechanisms involved in CMT at the level of the neuromuscular junction, and could make it possible to identify pharmacological alternatives in the longer term, in conjunction with the local Startup CURLIM.