Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Dystrophie myotonique de type 1 (DM1)“

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1 ou maladie de Steinert) est une maladie neuromusculaire multi-systémique causée par une expansion anormale de triplets CTG instables dans la région 3’UTR du gène DMPK. Le nombre de répétitions augmente au cours des générations (instabilité intergénérationnelle) mais également avec l’âge du patient (instabilité somatique). Chez les patients, la taille des répétitions CTG est généralement corrélée à l’âge d’apparition et à la sévérité des symptômes. Ainsi, les expansions les plus grandes sont souvent associées à la forme clinique la plus grave de la DM1 (forme congénitale). Notre projet de thèse vise à identifier des nouveaux facteurs génétiques et chimiques capables de diminuer la taille des répétitions, et de mieux comprendre les mécanismes d’instabilité. Pour cela, un criblage génétique et pharmacologique est réalisé dans un modèle cellulaire HEK293 permettant de détecter rapidement les expansions (augmentation de la taille des triplets CTG) et les contractions (diminution de la taille des CTG). Les effets des différents gènes et facteurs chimiques, sélectionnés au cours du criblage, sur la dynamique de l’instabilité des triplets CTG seront étudiés dans un modèle cellulaire DM1. Les résultats de nos travaux permettront de mieux comprendre les mécanismes à l’origine des contractions. Par ailleurs, l’identification de nouveaux composés pharmacologiques susceptibles de favoriser les contractions CTG et ainsi réduire, voire inverser, la progression de la maladie, offrira de nouvelles perspectives thérapeutiques pour la DM1 mais aussi pour d’autres maladies à triplets répétés.

DM1 is characterized by a multisystemic involvement. Our objective was to determine the proportion of adequate follow-up for each affected organ in DM1 patients based on the recently published American and Spanish recommendations. To this end, we conducted a descriptive cross-sectional survey by phone in adult, genetically proven DM1 patients followed in the two French neuromuscular centers of Bayonne and Hendaye located in South Aquitaine, France. The questionnaire selected the most stringent criteria of the two international recommendations for each item of follow-up. Seventy-three patients were included, 55% of which were women (mean age of 48 years) with an average number of 467 CTG repeats. The proportion of patients receiving clinical follow-up in accordance with the recommendations was 90% in cardiology, 60% in neurology, 68% in ophthalmology, 53% in physiotherapy, 23% in pneumology, and 12% in rehabilitation. The high rate of neurological, cardiological, and ophthalmological monitoring might be explained by a locally dense medical demography whereas low rate of respiratory follow up and rehabilitation may reflect an incomplete knowledge of both the disease and the questionnaire. These results should be carefully interpretated as cognitive status may influence such a declarative study. Our study nevertheless disclosed important disparities according to the recommended multidisciplinary follow-up criteria in this French cohort of adult DM1 patients. These results highlight the major role of a multidisciplinary care and monitoring in DM1.

Introduction : Les personnes avec la dystrophie myotonique de type 1 (DM1) présentent des atteintes multisystémiques. Elles doivent réaliser plusieurs apprentissages pour assurer l’autogestion de leur santé. Cependant, les infirmières œuvrant auprès d’elles rapportent que leurs interventions éducatives sont peu efficaces. But : Décrire le processus éducationnel mis en place par les infirmières auprès des personnes avec la DM1 ainsi que les facteurs l’ayant influencé. Méthode : Une recherche formative [QUAL + quan] a été réalisée auprès d’infirmières (n = 3) et de personnes avec la DM1 (n = 30) à partir d’observations non participantes et d’entrevues individuelles. Résultats : Les infirmières ont réalisé des interventions éducatives à l’intérieur d’un suivi annuel. Les objectifs qu’elles ont poursuivis étaient davantage axés sur l’évaluation de la condition de la personne. Le choix des stratégies éducatives utilisées par les infirmières ont reposé sur les caractéristiques de cette population afin de soutenir leur pouvoir d’agir. Plusieurs barrières liées à la personne avec DM1 (ex. atteinte des fonctions exécutives) et à l’organisation des soins et des services (ex. temps dédié aux interventions éducatives limité) ont été observées dans la mise en œuvre du processus éducationnel. Les compétences éducationnelles ont été un facteur facilitant associé à l’infirmière. Conclusion : Pour un processus éducationnel optimal, celui-ci doit être structuré, planifié et adapté aux caractéristiques des personnes avec la DM1.

La dystrophie myotonique de type I (DM1) est une maladie génétique responsable d’une altération multi-systémique de l’épissage alternatif. En conséquence, de nombreuses voies de signalisation cellulaires sont dérégulées. Une répression de l’AMPK (adenosine monophosphate activated kinase), le principal régulateur du métabolisme cellulaire, est notamment observée. Restaurer la voie de signalisation de l’AMPK pourrait permettre d’améliorer la biogenèse et la dynamique mitochondriales, les processus mitophagiques et de régulation du stress oxydatif mitochondrial, la production énergétique et, in fine, l’homéostasie du tissu musculaire strié squelettique dans la DM1.

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire grave affectant de nombreux tissus et organes. Les manifestations neurologiques varient du dysfonctionnement exécutif chez les adultes aux déficits d'attention chez les enfants, en passant par une déficience intellectuelle sévère dans les cas congénitaux. Les manifestations neurologiques de la DM1 ont un impact important sur la vie quotidienne des patients et de leurs familles, et il n’existe actuellement aucun traitement pour cette maladie. La DM1 est causée par l'expansion anormale d'une répétition CTG dans le gène DMPK. Les transcrits DMPK mutés sont toxiques car ils s’accumulent dans le noyau de la cellule, perturbant l’activité d’importantes protéines de liaison à l’ARN. En conséquence, les cellules DM1 présentent un métabolisme anormal de l’ARN et une régulation anormale de nombreux transcrits en aval. Malgré les progrès dans la compréhension de la physiopathologie musculaire, les mécanismes de la maladie restent flous et méconnus dans le SNC. Nous ne savons toujours pas quels types de cellules et voies moléculaires sont principalement affectés dans le cerveau, ni comment ils contribuent aux symptômes neurologiques de la DM1. Afin d'étudier ce problème, notre laboratoire a développé un modèle murin transgénique de la DM1 : les souris DMSXL expriment des transcrits DMPK humain contenant plus de 1000 répétitions CUG dans plusieurs tissus, notamment dans le cerveau. Ces souris présentent des phénotypes comportementaux, électrophysiologiques et neurochimiques pertinents de la DM1. A l'aide de ce modèle murin, l'objectif de ma thèse était de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les anomalies neuronales, mais aussi non neuronales liées aux atteintes neurologiques de la DM1. Je me suis d'abord concentrée sur la caractérisation des différents types cellulaires du cerveau des souris DMSXL. Une étude multi-omique a été réalisée sur les neurones, les astrocytes et les oligodendrocytes ces souris. Nos résultats, qui montrent que les cellules gliales sont davantage impactées par les répétitions CTG, ont permis de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires de la DM1 dans le SNC, mais surtout de souligner l'importance d'étudier non seulement les neurones, mais aussi les astrocytes et oligodendrocytes dans le contexte pathologique de la DM1. Je me suis ensuite impliquée dans l'étude de la pathologie des astrocytes dans la DM1. Nous avons ainsi démontré que les astrocytes DMSXL présentaient une ramification réduite et une adhésion cellulaire altérée, et avaient un fort impact négatif sur la neuritogenèse. Parallèlement, j'ai également participé à l'étude de l'altération oligodendrogliale dans la DM1. Nous avons constaté que l'ARN CUG toxique perturbe le programme moléculaire de différenciation des oligodendrocytes (OL), en association avec des modifications du transcriptome se produisant au cours de la transition des cellules progénitrices des oligodendrocytes (OPC) en OL et conduisant à une hypomyélinisation transitoire chez la souris. J'ai également étudié la pathologie neuronale chez la souris DMSXL. Nos résultats ont démontré que l’accumulation de foci d’ARN toxiques dans les neurones perturbe principalement la phosphorylation des protéines, ce qui semble conduire à des défauts morphologiques neuronaux associés à des troubles de la dynamique des vésicules et à des défauts de transport axonal.Les 3 types cellulaires du cerveau présentent donc des dommages importants dans le cadre de la DM1, qui pourraient avoir un impact sur des processus cruciaux du fonctionnement cérébral. En effet, nous avons démontré une altération de la neurotransmission et de la plasticité synaptique chez la souris DMSXL. Dans l'ensemble, mes travaux ont permis de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires spécifiques des astrocytes, des oligodendrocytes et des neurones dans la pathologie cérébrale de la DM1
Myotonic dystrophy type 1 (DM1) is a severe neuromuscular disease affecting many tissues and organs. The debilitating neurological manifestations vary from executive dysfunction in adults, to attention deficits and low processing speed in pediatric patients, to severe intellectual disability in congenital cases. DM1 neurological manifestations have a profound impact on the daily life of patients and their families, and there is currently no treatment for this disease. DM1 is caused by the abnormal expansion of a CTG repeat in DMPK gene. Expanded DMPK transcripts are toxic because they accumulate in the cell nucleus, disrupting the activity of important RNA-binding proteins. As a consequence, DM1 cells show abnormal RNA metabolism and processing of many downstream transcripts. Despite progress in the understanding of the muscle pathophysiology, the disease mechanisms remain unclear in the CNS. We still do not know which cell types and molecular pathways are primarily affected in the brain and how they contribute to DM1 neurological symptoms. In order to investigate this problem, our laboratory has developed a transgenic mouse model of DM1: DMSXL mice express expanded human DMPK transcripts in multiple tissues, notably in the brain, and display relevant behavioral, electrophysiological and neurochemical phenotypes. Using this mouse model, the objective of my thesis was to better understand the cellular and molecular mechanisms involved in the neuronal and non-neuronal impairment linked to the neurological damages of DM1. I first focused on the characterization of the different cell types in the DMSXL brain. A multi-omics study was carried out on DMSXL neurons, astrocytes and oligodendrocytes. Our results, which show that glial cells are more impacted by CTG repeats, have allowed us to better understand the cellular and molecular mechanisms of DM1 in the CNS, but above all to emphasize the importance of studying not only the neurons, but also astrocytes and oligodendrocytes in the pathological context of DM1. I then got involved in the study of astrocyte pathology in DM1. We thus demonstrated that DMSXL astrocytes exhibited reduced ramification and impaired cell adhesion, and had a strong negative impact on neuritogenesis. In the same time, I also participated in the study of oligodendroglia impairment in DM1. We found that the toxic CUG RNA disrupts the molecular program of oligodendrocyte (OL) differentiation, impairing the transcriptome changes occurring during the oligodendrocyte precursor cells (OPC)-OL transition and leading to transient hypomyelination in mice. I also studied the neuronal pathology in DMSXL mice. Our results demonstrated that the accumulation of toxic RNA foci in neurons perturbs mainly protein phosphorylation, which seems to lead to neuronal morphological defects associated with vesicle dynamics impairment and axonal transport defects. The three main cell types of the brain therefore present significant damage in the context of DM1, which could have an impact on crucial processes of cerebral functioning. Indeed, we have demonstrated an alteration in neurotransmission and synaptic plasticity in DMSXL mice. All together my work has provided novel insight into the cell-specific mechanisms operating in DM1, demonstrating the implication of astrocyte, oligodendrocyte and neuron defects in a DM1mouse model, and contributing towards an integrative understanding of brain pathology

Le Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire aux atteintes multiples qui induisent notamment de l’émoussement affectif, de l’apathie, de l’hypersomnolence, de la fatigue, ainsi qu’un déficit de cognition sociale et de théorie de l’esprit. Nous avons évalué les traits de personnalité, le coping et la régulation émotionnelle de 60 patients atteints de DM1. In fine, il s’agissait de proposer, à partir de ces éléments, une prise en charge psychothérapeutique adaptée à leurs besoins. Concernant la personnalité, le résultat le plus frappant concerne la dimension N. Contrairement à ce que nous attendions (des scores élevés du fait de la maladie et de ses répercussions), les patients inclus dans notre échantillon obtiennent des scores similaires à ceux de notre groupe contrôle tout-venant. Nos résultats relatifs au coping témoignent d’une utilisation variée des 10 stratégies que nous avons évaluées. Toutefois, l’apathie et la motivation réduite ressortent comme des obstacles qui limiteraient leur mise en place pour faire face à la DM1. Enfin, l’apathie et la fatigue ne semblent pas influencer la régulation émotionnelle dans notre échantillon. De plus, la stratégie Réévaluation cognitive ne semble pas être impactée par la maladie, ce qui pourrait se révéler un atout important dans la préservation de la qualité de vie des patients malgré la progression de leurs atteintes. En termes de psychothérapie, une Thérapie Comportementale et Cognitive a été développée spécifiquement pour ces patients et apporte des résultats prometteurs. D’autres pistes de psychothérapies pourraient être intéressantes à explorer, notamment la thérapie d’acceptation et d’engagement
Myotonic Dystrophy type 1 (DM1) is a neuromuscular disease with multiple impairments leading to blunted affect, apathy, hypersomnia, fatigue, social cognition deficit and theory of mind deficit. In this research, personality traits, coping, and emotion regulation of 60 DM1 patients were assessed. All this information will help us design DM1 adapted psychological care.Regarding personality, our main result is that patients show similar N scores to the healthy control group despite our expectations (high scores in relation with the severity of the disease and its complications). In the light of our coping results, it seems that DM1 patients are using a large variety of coping strategies. However, apathy and reduced motivation constitute obstacles for coping strategies. Finally, apathy and fatigue do not influence emotion regulation in our sample DM1. Furthermore, Cognitive reevaluation strategy seems preserved from the disease’s consequences. This strategy might be an important advantage in the preservation of quality of life in DM1, despite the disease progression. A DM1 specific Cognitive Behavioral Therapy showed promising results. Other psychotherapeutic approaches could be explored, namely Acceptance and Commitment Therapy

Au cours de nos travaux de recherche, nous nous sommes principalement intéressés aux implications des voies de signalisation ERK1/2 et p38 dans la dystrophie myotonique de type ou DM1. La DM1 est la dystrophie musculaire la plus fréquente chez l’adulte. Cette pathologie multi-systémique atteint particulièrement les muscles squelettiques (myotonie, fonte musculaire progressive, altération de la différenciation musculaire). La DM1 est une maladie génétique à transmission autosomale dominante. Le défaut génétique est une insertion de triplets nucléotidiques CTG dans la région 3' non traduite du gène DMPK. Ce gène code pour une sérine/thréonine kinase, dont la fonction reste inconnue à ce jour. Les voies de signalisation des MAPK ERK1/2 et p38 jouent un rôle essentiel dans la transduction du signal et régulent de nombreuses fonctions cellulaires, notamment la différenciation musculaire. Nous avons montré que l'activation de ERK1/2 et p38 est significativement diminuée dans des biopsies de patients DM1. D’après nos études réalisées sur des souris transgéniques sur-exprimant ou invalidées pour le gène Dmpk, la diminution de l'activation de ERK1/2 et p38 ne semble pas corrélée à une diminution de l’expression de DMPK dans la DM1. Cependant, dans des cellules C2C12 exprimant des répétitions CUG en aval du gène de la GFP, l'activation de ERK1/2 et p38 est également diminuée. Ainsi, l’expression de transcrits contenant des triplets CUG répétés pourrait altérer l’activation des MAPK, ERK1/2 et p38, que nous avons observée dans la DM1. A ce jour, nous n’avons pu conclure sur un mécanisme précis d’altération des activations de ERK1/2 et p38 dans la DM1. Néanmoins, les outils que nous avons développés récemment et l’ensemble de nos résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension de l’implication des MAPK ERK1/2 et p38 dans la DM1, mais également de la régulation de Dmpk au cours de la différenciation musculaire
The aim of this work was to characterize a putative role of ERK1/2 and p38 MAPK in the myotonic dystrophy 1, called DM1. DM1, the most frequent dystrophy in adults, is a multi-systemic disorder which mainly affects skeletal muscles (myotonia, progressive wasting and weakness, delay in muscular differentiation). DM1 is an autosomal dominant inherited disease. The genetic mutation is an expansion of CTG trinucleotide repeats tract in the DMPK 3’ untranslated region. DMPK encodes a serine/threonine kinase but its function is still unknown. ERK1/2 and p38 MAPK signalling pathways play central and essential roles in cells physiology and are implicated in various cellular processes including muscular differentiation. We show that ERK1/2 and p38 activation is significantly diminished in muscular biopsies from DM1 patients. This diminished activation is not correlated with a diminution of DMPK expression in DM1, as we observed in transgenic mice, Dmpk knock-out or DMPK over-expressing mice. However, in C2C12 cells expressing CUG repeats in 3’ UTR of GFP, ERK1/2 and p38 activation is altered. In DM1, the diminution of ERK1/2 and p38 activation could be due to the expression of CUG repeats tract rather than to the decrease of DMPK expression. Our results and our recently developed molecular tools will enable us to further understand the implication of ERK1/2 and p38 MAPK in DM1 as well as Dmpk function in muscular differentiation

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1), est une maladie génétique héréditaire affectant environ 1/8000 personnes. Les patients souffrant de DM1 développent essentiellement des troubles musculaires tels qu’une faiblesse et une atrophie musculaire. La cause de la DM1 est expliquée par la mutation du gène "DMPK". Lors de ma thèse, j’ai pu démontrer que l’épissage de l’ARNm BIN1 était altéré dans le muscle DM1. En effet, l’exon 7 de BIN1, qui est absent du muscle normal, est exprimé de façon aberrante chez les patients DM1. En utilisant un modèle murin, j’ai prouvé que l’expression forcée de l’exon 7 de BIN1 altérait simultanément la structure et la fonction du muscle. Nous avons notamment observés une diminution de la taille des fibres musculaires et une augmentation de la faiblesse musculaire, comparé à des souris normales. Par conséquent, ce travail aidera à la compréhension du mécanisme de la maladie et pourrait expliquer les causes de la faiblesse musculaire et de l’atrophie
Myotonic dystrophy of type 1 (DM1), is an inherited genetic disease affecting around 1 in 8000 person. Patients suffering from DM1 develop essentially muscle disorders such as muscle weakness, muscle loss and atrophy. The cause of DM1 is explained by the mutation of a gene called “DMPK“.During my thesis, I discovered that the alternative splicing of BIN1 mRNA was altered in the muscle of DM1 patients. Indeed, the BIN1 exon 7, which is normally absent in healthy muscle, is aberrantly expressed in DM1 muscle. By using a mouse model, I found that the forced expression of BIN1 exon 7 was responsible of the alteration of both muscle structure and function. Notably, we found a decrease in muscle fibers area (atrophy) and an increase of muscle weakness, compared to wild-type mice. Therefore, this work will help in the understanding of the disease mechanism and could explain the causes of muscle weakness and atrophy, which have never been elucidated to this date

La Dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire affectant notamment le muscle squelettique avec la présence d’une myotonie et d’une atrophie progressive et 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. J’ai développé un modèle de cellules musculaires exprimant de manière conditionnelle de 960 répétitions CTG interrompues, afin d’identifier des nouveaux mécanismes impliqués dans la dysfonction musculaire. Suite à l’expression ciblée d’ARN-960CUG dans des myotubes, une analyse du transcriptome montre la présence d’un certain nombre de fonction/processus biologiques typiques de la DM1. 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. J’ai fait aussi une étude de l’impact du défaut d’épissage d’ATP2A1 (SERCA1), présent chez les patients DM1, sur la fonction musculaire. J’ai utilisé une approche antisens afin de favoriser l’exclusion de l’exon 22 d’Atp2a1 dans un muscle contrôle, conduisant à la réexpression de l’isoforme fœtal Serca1b. Chez la souris sauvage adulte, ce défaut provoque un ralentissement de la contraction 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 indique que la réexpression de Serca1b affecte la fonction musculaire et pourrait contribuer aux symptômes musculaires dans la DM1
Myotonic Dystrophy Type 1 (DM1) is a neuromuscular disease that affects mainly the skeletal muscle with the presence of myotonia and progressive atrophy and is caused by abnormal CTG expansion in the 3'UTR of the DMPK gene. The expression of the mutated RNA induces the loss of function of the MBNL1 splicing factor and leads to the re-expression of fetal isoforms of certain transcripts in the adult tissues of DM1 patients. In order to identify new mechanisms involved in muscle dysfunction, I developed a model of muscle cells conditionally expressing 960 interrupted CTG repeats. Following the targeted expression of RNA-960CUG in myotubes, transcriptome analysis shows that despite the presence of functions/biological processes typical of DM1, the induction of non-DM1 associated pathways and the absence of phenotype suggest that this model is not appropriate for this study of molecular mechanisms. I also did a study of the impact of the ATP2A1 (SERCA1) misplicing, present in DM1 patients, on the muscular function. I used an antisense approach to promote the exclusion of exon 22 from Atp2a1 in the muscle of two animal models, leading to the reexpression of the Serca1b fetal isoform. The re-expression of Serca1b in the muscle of adult wild-type mice leads to a slowing contraction and a loss of muscle mass. In zebrafish, this modification on Atp2a1 splicing causes an alteration on the locomotion. All of these results indicate that reexpression of Serca1b affects muscle function and may contribute to muscle symptoms in DM1

Quatre protéines CaVβ (CaVβ1 à CaVβ4) sont connues comme des sous-unités régulatrices des canaux Ca2+ dépendants du voltage (Voltage-gated Ca2+ Channels, VGCC), chacune ayant des profils d'expression spécifiques selon leur fonction. Bien qu'elles soient principalement reconnues pour leur rôle dans la régulation des VGCC, les protéines CaVβ peuvent également agir indépendamment de ces canaux, en tant que régulateurs de l'expression génique. Parmi ces protéines, CaVβ1 est exprimée dans le muscle squelettique sous différentes isoformes. L'isoforme adulte constitutive, CaVβ1D, est localisée au niveau du sarcolemme et plus précisément à la triade, où elle joue un rôle crucial dans la régulation de CaV1 et ainsi du mécanisme de Couplage Excitation-Contraction (CEC), essentiel à la contraction musculaire. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur les isoformes embryonnaires/périnatales de CaVβ1, moins étudiées, y compris la CaVβ1E précédemment décrite. Nous avons étudié leurs rôles dans les systèmes neuromusculaire et musculaire. En effet, la protéine CaVβ1 s'est révélée essentielle au développement correct de la Jonction NeuroMusculaire (JNM), mais l'implication spécifique de ses isoformes y reste inconnue. Notre étude a donc évalué le rôle des isoformes CaVβ1 à différents stades de la formation et de la maturation/maintien de la JNM. Parallèlement, étant donné la dérégulation de CaVβ1 dans la dystrophie myotonique de type 1 (DM1), nous avons exploré son rôle fonctionnel dans ce contexte pathologique. Nous avons tout d'abord identifié CaVβ1A comme une isoforme exprimée pendant l'embryogenèse et les stades périnataux. Nos résultats ont révélé que l'expression des isoformes CaVβ1 est régulée par l'activation différentielle des promoteurs au cours du développement : un promoteur1 dans l'exon 1 contrôle l'expression de CaVβ1A/E, tandis qu'un promoteur2 dans l'exon 2B contrôle l'expression de CaVβ1D. Il est intéressant de noter qu'un endommagement du nerf déclenche une réactivation du promoteur1, conduisant à la réexpression des transcrits de CaVβ1A/E.De plus, nous avons découvert que les isoformes embryonnaires/périnatales de CaVβ1 sont essentielles pour la pré-empreinte in vitro des myotubes et que leur expression postnatale influence la maturation/maintien de la JNM. Dans le contexte pathologique de la DM1, nous avons observé une augmentation de l'expression de CaVβ1A/E, qui semble atténuer la myotonie, un symptôme caractéristique de cette pathologie. De plus, nous avons trouvé que la modulation de leur expression est liée aux protéines MBNL, centrales dans la physiopathologie de la DM1. En conclusion, ce travail de thèse a permis de clarifier les connaissances sur les différentes isoformes de CaVβ1 dans le muscle squelettique et d'apporter de nouveaux éléments sur leur rôle dans deux contextes indépendants : le développement de la JNM et de la physiopathologie de la DM1. Comprendre la régulation des isoformes protéiques de CaVβ1 dans le muscle squelettique est essentiel pour déchiffrer les mécanismes de l'homéostasie musculaire et potentiellement identifier de nouvelles approches thérapeutiques pour faire face aux pathologies musculaires
Four CaVβ proteins (CaVβ1 to CaVβ4) are described as regulatory subunit of Voltage-gated Ca2+ channel (VGCC), each exhibiting specific expression pattern in excitable cells based on their function. While primarily recognized for their role in VGCC regulation, CaVβ proteins also function independently of channels, acting as regulators of gene expression. Among these, CaVβ1 is expressed in skeletal muscle as different isoforms. The adult constitutive isoform, CaVβ1D, is located at the sarcolemma and more specifically at the triad, where it plays a crucial role in regulating CaV1 to control Excitation-Contraction Coupling (ECC) mechanism, essential for muscle contraction.In this thesis, we further explored the less studied CaVβ1 isoforms, with a particular focus on embryonic/perinatal variants, including the previously described CaVβ1E. We investigated their roles in the neuromuscular and muscular systems. Indeed, CaVβ1 proteins have been showed as essential for NeuroMuscular Junction (NMJ) development, though the involvement of specific isoform remains unclear. Our investigation assessed the role of CaVβ1 isoforms at different stages of NMJ formation and maturation/maintenance. Additionally, given the deregulation of CaVβ1 in Myotonic Dystrophy Type 1 (DM1), we explored its functional role in this muscular pathological context.First, we identified CaVβ1A as another isoform expressed during embryogenesis and perinatal stages. Our findings revealed that CaVβ1 isoforms expressions are regulated by the differential activation of promoters during development: a promoter1 in exon 1 drives CaVβ1A/E expressions, while a promoter2 in exon 2B controls CaVβ1D expression. Interestingly, nerve damage in adult muscle triggers a shift toward the promoter1 activation and leading to the re-expression of CaVβ1A/E transcripts. Furthermore, we found that CaVβ1 embryonic/perinatal isoforms are critical for proper in vitro pre-patterning of myotubes and that their postnatal expressions influences NMJ maturation/maintenance. In the pathological context of DM1, we observed the increased expression of CaVβ1A/E, which appears to mitigate myotonia symptoms. In addition, we found that the modulation of their expression is linked with MBNL proteins, which are central in the pathophysiology of DM1. In conclusion, this thesis work has clarified knowledge of the various CaVβ1 isoforms in skeletal muscle and provides new insights into their role in two independent contexts of NMJ development and DM1 pathophysiology. Understanding CaVβ1 protein regulation in skeletal muscle is essential to decipher muscle homeostasis mechanisms and potentially identify new therapeutic targets to face muscular disorders

Le vieillissement cellulaire se caractérise par un épuisement de la capacité proliférative des cellules et entraîne une entrée irréversible en sénescence. Dans une première partie, nous montrons que ce processus altère le programme myogénique des cellules satellites. La seconde partie consistait à déterminer les voies impliquées dans l’induction du mécanisme de sénescence. Nous montrons que la sénescence des cellules satellites est induite par les voies p53 et p16. L’inactivation de ces 2 voies bloque le processus de sénescence et permet leur immortalisation. Enfin dans certaines pathologies musculaires un arrêt prolifératif précoce des cellules satellites a été observé. C’est le cas de la dystrophie myotonique de Steinert (DM1), pathologie dans laquelle une expansion anormale d’un triplet CTG a été observée dans le gène de la DMPK. Nous montrons que cet arrêt n’est pas dû à un épuisement de la capacité proliférative des myoblastes mais est induit pas un mécanisme de sénescence prématurée. Les expansions CTG induisent l’activation précoce de la voie p16 et entraînent une dérégulation de l’homéostasie des télomères.

Les Dystrophies Myotoniques de type 1 (DM1) et (DM2) sont des maladies multisystémiques autosomiques dominantes avec une forte composante neuromusculaire. Ces pathologies se caractérisent essentiellement par une myotonie, une faiblesse musculaire progressives, des déficiences cognitives, et des défauts de conduction cardiaque. Ces maladies sont causées par une amplification anormale de séquences répétées C(C)TG situées respectivement dans la région 3’UTR du gène de la DMPK et dans l’intron du gène CNBP. Ces séquences contenant les expansions sont transcrites et retenues dans le noyau des cellules sous forme d’agrégats riboprotéiques. La présence de ces ARN-C(C)UG toxiques induisent la séquestration des protéines de liaisons à l’ARN de la famille MBNL conduisant à leur perte de fonction et à la dérégulation d’évènements d'épissages alternatifs dont plusieurs ont été associés à des symptômes cliniques chez les patients. A jour ce jour, il n’existe aucun traitement pour la DM. Dans ce travail de thèse, j’ai développé un outil de thérapie génique basé sur une modification de la protéine MBNL1. Ce dérivé de MBNL tronqué dans sa partie C-terminale (MBNLΔ), agit comme leurre pour libérer les protéines MBNL endogènes séquestrées par les ARN mutés. Notre approche été validée dans des cellules musculaires issue de patient DM1 et dans un modèle murin de la maladie après injection de virus AAV. Le traitement par le MBNLΔ permet la délocalisation des protéines MBNL endogènes des foci, modifie la dynamique des foci, corrige le transcriptome ainsi que la myotonie, et ce 1 an après injection
Myotonie dystrophy types 1(DM1) and 2 (DM2) are autosomal dominant multisystem diseases with a strong neuromuscular component. They are characterized by progressive myotonia, muscle weakness, cognitive impairment, and cardiac conduction defects. These diseases are caused by abnormal amplification of C(C)TG repeat sequences located in the 3'UTR region of the DMPK gene and in the intron of the CNBP gene, respectively. These expansion-containing sequences are transcribed and retained in the nucleus as riboprotein aggregates. The presence of these toxic C(C)UG RNAs induces sequestration of the MBNL family of RNA-binding proteins, leading to their loss of function and deregulation of alternative splicing events, many ofv/hich are associated with clinical symptoms in patients. There is currently no1reatment for DM. In this thesis, I have developed a gene therapy tool based on a modification of the MBNL1 protein. This C- terminal truncated MBNL derivative (MBNLΔ) acts as a decoy to release endogenous MBNL proteins sequestered by mutant RNAs. Our approach was validated in muscle cells from DM1 patients and in a mouse model of the disease after AAV virus injection. Treatment with MBNLΔ allows the delocalisation of endogenous MBNL proteins from the foci, modifies the foci dynamics, corrects the transcriptome and myotonia, which is maintained 1 year after injection

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire caractérisée par des atteintes multisystémiques selon des portraits cliniques liés à quatre phénotypes (congénital, infantile, adulte et léger). Les personnes atteintes de DM1 peuvent présenter différents phénotypes avec plusieurs niveaux d’atteintes, mais nous ne possédons aucune information sur leur qualité de vie (QV) respective. RÉSULTATS. Les personnes atteintes de DM1 avec le phénotype léger présentent une QV reliée à la santé et une QV subjective supérieure à celles atteintes du phénotype adulte. La relation entre la QV reliée à la santé et la QV subjective est généralement faible. Pour les deux phénotypes, les relations entre les sous-échelles en lien avec les capacités physiques présentent des relations modérées à élevées. CONCLUSION. Les résultats démontrent bien les caractères distinctifs entre les deux phénotypes étudiés et la nécessité d’en faire une évaluation plus approfondie. Des études subséquentes sont nécessaires pour identifier les facteurs explicatifs et préciser les interventions cliniques.
Myotonic dystrophy type 1 (DM1) is a hereditary neuromuscular disorder characterised by multisystemics anomalies. DM1 is delimited by four clinical phenotypes (congenital, childhood, adulthood and mild). These different phenotypes have different levels of disability but little is known about their respective quality of life (QOL). RESULTS. Subjects with the mild phenotype present superior subjective QOL and health-related quality of life (HRQOL) than the subjects with the adult phenotype. Relations between subjective QOL and HRQOL is usually at a low level but with both studied phenotypes, physically related relations between the different subscales show moderated to elevated relations. CONCLUSION. The results show the difference between the adult and the mild phenotypes and the relevance to make complementary studies so as to identify the explanatory factors making for better clinical interventions.

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire caractérisée par des atteintes multisystémiques selon des portraits cliniques liés à quatre phénotypes (congénital, infantile, adulte et léger). Les personnes atteintes de DM1 peuvent présenter différents phénotypes avec plusieurs niveaux d’atteintes, mais nous ne possédons aucune information sur leur qualité de vie (QV) respective. RÉSULTATS. Les personnes atteintes de DM1 avec le phénotype léger présentent une QV reliée à la santé et une QV subjective supérieure à celles atteintes du phénotype adulte. La relation entre la QV reliée à la santé et la QV subjective est généralement faible. Pour les deux phénotypes, les relations entre les sous-échelles en lien avec les capacités physiques présentent des relations modérées à élevées. CONCLUSION. Les résultats démontrent bien les caractères distinctifs entre les deux phénotypes étudiés et la nécessité d’en faire une évaluation plus approfondie. Des études subséquentes sont nécessaires pour identifier les facteurs explicatifs et préciser les interventions cliniques.
Myotonic dystrophy type 1 (DM1) is a hereditary neuromuscular disorder characterised by multisystemics anomalies. DM1 is delimited by four clinical phenotypes (congenital, childhood, adulthood and mild). These different phenotypes have different levels of disability but little is known about their respective quality of life (QOL). RESULTS. Subjects with the mild phenotype present superior subjective QOL and health-related quality of life (HRQOL) than the subjects with the adult phenotype. Relations between subjective QOL and HRQOL is usually at a low level but with both studied phenotypes, physically related relations between the different subscales show moderated to elevated relations. CONCLUSION. The results show the difference between the adult and the mild phenotypes and the relevance to make complementary studies so as to identify the explanatory factors making for better clinical interventions.