The study of the consequences of SERCA1’s misplicing on muscle function in Myotonic Dystrophy type 1
L’étude des conséquences du défaut d’épissage de SERCA1 sur la fonction musculaire dans la Dystrophie Myotonique de type 1
Résumé
"Myotonic dystrophy type 1 (DM1) is a neuromuscular disease affecting skeletal muscle with the presence of myotonia and progressive weakness and atrophy. DM1 is caused by the abnormal expansion of CTG triplets in the 3'UTR of the DMPK gene. Expression of mutated RNAs induces loss of function of the splicing factor MBNL1 and leads to re-expression of fetal isoforms of many transcripts in adult tissues of DM1 patients. In order to identify new mechanisms involved in muscle dysfunction, I developed a muscle cellular model conditionally expressing 960 disrupted CTG repeats. Following targeted expression of RNA-960CUG in myotubes, transcriptome analysis shows that a number of biological functions/processes are present similar to those found in differentiated DM1 muscle cells. On the other hand, the induction of pathways not associated with DM1 and the absence of a phenotype suggest that our model is not appropriate for the study of molecular mechanisms.
The second objective of my thesis was to study the impact on muscle function of the deregulation of the splicing of exon 22 of ATP2A1 present in DM1 patients. I used an antisense approach to promote the exclusion of exon 22 of Atp2a1 in the muscle of two animal models, leading to the re-expression of the fetal isoform Serca1b. Re-expression of Serca1b, following forced splicing of exon 22 in the muscle of adult wild-type mice, leads to a slowing of contraction, a change in fiber typing and a loss of muscle mass. In zebrafish, this splicing modification causes an impairment of locomotion. Taken together, these results indicate that Serca1b re-expression affects muscle function and may contribute to muscle symptoms in DM1. "
"La Dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire affectant notamment le muscle squelettique avec la présence d’une myotonie ainsi qu’une faiblesse et une atrophie progressive. La DM1 est causée par une expansion anormale de triplets CTG dans le 3’UTR du gène DMPK. L’expression des ARN mutés induit la perte de fonction du facteur d’épissage MBNL1 et conduit à la réexpression de formes fœtales de certains transcrits dans les tissus adultes de patients DM1. Dans le but d’identifier des nouveaux mécanismes impliqués dans la dysfonction musculaire, j’ai développé un modèle de cellules musculaires exprimant de manière conditionnelle de 960 répétitions CTG interrompues. Suite à l’expression ciblée d’ARN-960CUG dans des myotubes, une analyse du transcriptome montre qu’un certain nombre de fonction/processus biologiques sont présents de manière similaire à ceux trouvés dans des cellules musculaires DM1 différenciées. En revanche, l’induction de voies non associées à la DM1 et l’absence de phénotype suggèrent que notre modèle n’est pas approprié pour l’étude des mécanismes moléculaires.
Le deuxième objectif de ma thèse a été d’étudier l’impact sur la fonction musculaire de la dérégulation de l’épissage de l’exon 22 de ATP2A1 présent chez les patients DM1. J’ai utilisé une approche antisens afin de favoriser l’exclusion de l’exon 22 d’Atp2a1 dans le muscle de deux modèles animaux, conduisant à la réexpression de l’isoforme fœtal Serca1b.. La réexpression de Serca1b, suite un épissage forcé de l’exon 22 dans le muscle de souris sauvages adultes, conduit à un ralentissement de la contraction, un changement du typage de fibre et une perte de masse musculaire. Chez le poisson-zèbre, cette modification d’épissage provoque une altération de la locomotion. L’ensemble de ces résultats indiquent que la réexpression de Serca1b affecte la fonction musculaire et pourrait contribuer aux symptômes musculaires dans la DM1. "