Добірка наукової літератури з теми "Cellules musculaires squelettiques"

La myopathie de Bethlem (BM) est une maladie caractérisée par des rétractions et une faiblesse musculaires. Cette pathologie résulte de mutations dans un des gènes codant l’une des trois chaînes α du collagène VI (COLVI), un composant de la matrice extracellulaire musculaire squelettique. Aujourd’hui, une question non résolue est de comprendre comment l’altération de COLVI présent à l’extérieur des cellules musculaires conduit à des modifications fonctionnelles dans les fibres musculaires. Le modèle poisson zèbre col6a1Δex14 est actuellement un modèle animal unique de la BM puisqu’il est le seul à reproduire spécifiquement l’une des mutations la plus fréquemment retrouvée chez les patients. Chez les patients et le poisson col6a1Δex14, la structure du réticulum sarcoplasmique est altérée, suggérant une perturbation de l’homéostasie calcique musculaire et/ou des canaux ioniques qui, en contrôlant cette homéostasie, jouent un rôle crucial dans la fonction et la pathogenèse musculaire. Notre projet vise ainsi à étudier à l’aide de techniques électrophysiologiques et de mesure de Ca2+ les propriétés des canaux ioniques et la régulation du Ca2+ intracellulaire au repos et en activité dans la fibre musculaire du poisson col6a1Δex14. Nos recherches devraient contribuer à mieux comprendre comment la perturbation de la matrice influe sur la fonction musculaire et conduire à terme à identifier des cibles thérapeutiques pour traiter cette maladie actuellement incurable. Enfin, du fait de la rareté des études fonctionnelles sur la cellule musculaire de poisson zèbre, ce projet permettra de constituer une base de données de référence sur les propriétés électrophysiologiques de ce modèle.

INTRODUCTION : Le rhabdomyosarcome est une tumeur maligne à différenciation musculaire striée touchant préférentiellement l'enfant et l'adolescent, rarement l’adulte, d'étiologie inconnue. Les principales localisations sont céphaliques (41%), génito-urinaires et squelettiques. L´âge de survenue est caractérisé par deux pics d´incidence, le premier entre deux et cinq ans, le second à l´adolescence. La présentation clinique n´est pas spécifique et le diagnostic est fait à l´examen anatomo-pathologique. Trois formes histologiques prédominent : la forme alvéolaire, la forme pléomorphe, tous deux, de mauvais pronostic et la forme embryonnaire qui représente environ 80% de tous les rhabdomyosarcomes, de grade intermédiaire. La prise en charge multidisciplinaire associe la chirurgie, la chimiothérapie et parfois la radiothérapie. MATERIELS ET METHODES : Il s’agit de deux cas de tumeurs : l’une au niveau de la région de l’amygdale gauche et l’autre testiculaire gauche. Il a été réalisé respectivement une amygdalectomie associée à une biopsie tumorale et une orchidectomie. Ces prélèvements ont bénéficié d’une prise en charge histologique avec une fixation au formol 10%, un examen macroscopique, une technique histopathologique de routine et d’un complément immunohistochimique. RESULTATS : Cas 1 : MF, un homme de 29 ans, présentant une masse para-pharyngée, refoulant l’amygdale palatine gauche. La biopsie tumorale associée à l’amygdalectomie a montré une tumeur de trois cm de grand axe, blanc-grisâtre, ferme, à surface irrégulière, partiellement encapsulée, présentant des tranches de section homogènes et tissulaires à la coupe. Cas 2 : GM, un jeune homme de 19 ans, ayant présenté une masse testiculaire gauche de 500 g, mesurant 11 cm de grand axe, bien circonscrite, hétérochrome, fasciculée à la coupe, associée à des remaniements kystiques et nécrotiques. Dans les deux cas, il s’agit à la microscopie, d’une prolifération maligne sarcomateuse formée de cellules fusiformes et rondes, franchement atypiques, à différenciation rhabdomyoblastique, disposées en faisceaux entrecroisés, contenant des noyaux dyscaryotiques, hyperchromatiques, des nucléoles peu proéminents et un haut rapport nucléo-cytoplasmique. Les mitoses atteignaient cinq pour 10 champs au fort grossissement. Un large foyer de nécrose était présent au niveau de la pièce d’orchidectomie. La limitation par une capsule fibreuse est complète et intacte pour la tumeur testiculaire avec présence d’une embolie lymphatique néoplasique. La confirmation du diagnostic s’est faite grâce au complément immunohistochimique par la positivité des marqueurs musculaires striés : les anticorps dirigés contre la desmine et la myogénine. CONCLUSION : La prise en charge des rhabdomyosarcomes est multidisciplinaire. Leur confirmation est histologique et doit être complétée par l’immunohistochimie et à la biologie moléculaire. Un diagnostic précis associé à un traitement précoce est un garant pour une meilleure survie.

Le muscle strié squelettique adulte normal est capable de régénérer après une lésion, recouvrant ainsi complètement sa fonctionnalité. On sait depuis plusieurs décennies que cette capacité est due aux cellules satellites logeant le long des myofibres. Au début des années 2000, la myologie fondamentale a bénéficié du développement de nouvelles technologies et de l’émergence de l’étude des cellules souches adultes, qui ont identifié les cellules satellites comme les cellules souches adultes du muscle strié squelettique. Ces techniques ont également permis d’identifier plusieurs types de cellules souches non-satellites résidant dans le muscle et capables de former du muscle. Cet article présente une chronologie rapide des connaissances sur le sujet et aborde des questions actuelles quant à la biologie des cellules souches du muscle.

Les gènes du développement ont d'abord été mis en évidence chez la drosophile en 1950 (gène HOM), puis chez la souris en 1970 (gènes Hox). Ces gènes codent pour la mise en place de « champs », puis de populations cellulaires, puis de « systèmes composites ». Au cours de l'évolution, le cerveau et les cellules des crêtes neurales sont responsables, par l'intermédiaire de ces gènes et de leurs protéines du développement des divers systèmes composites du crâne et de la face et de leurs fonctions. Nous isolerons le système dentaire, le système musculaire, avec le système squelettique comme soutien avant intégration. Par des exemples cliniques différents nous proposerons une analyse génétique et fonctionnelle.

La sarcopénie est une maladie dégénérative liée à l’âge qui se caractérise par une perte progressive et involontaire de la masse et de la force musculaire. Elle s’accompagne d’une atteinte de la régénération musculaire et d’une accumulation des espèces réactives de l’oxygène. Les cavéoles sont des invaginations de la membrane plasmique. Dans le muscle, elles jouent un rôle dans la différenciation des cellules satellites et dans le maintien de l’unité contractile dans le muscle différencié. Certaines formes de myopathies sont consécutives à l’absence de cavéoles dans le muscle. Elles sont également impliquées dans la médiation de signaux liés à la régulation du stress oxydant. Afin de mieux comprendre les mécanismes régulant la mise en place de la sarcopénie, nous avons étudié ici les relations existant entre le stress oxydant et les cavéoles. Des cellules musculaires de souris ont été traitées par l’H2O2 et une diminution du taux des cavéolines-1et -3 a été mise en évidence dans des myoblastes et les myotubes, respectivement. Il apparaît donc que les protéines constitutives des cavéoles sont effectivement sensibles au stress oxydant dans les cellules musculaires. En présence d’H2O2, la fonction des cavéoles (endocytose et résistance au stress mécanique) était également significativement altérée dans des myoblastes. L’ensemble des résultats obtenus suggère que le stress oxydant aurait un effet sur les cavéoles, ce qui pourrait entraîner des conséquences sur la régénération et le maintien de l’intégrité musculaire au cours du vieillissement
Sarcopenia is an age-related degenerative disease which is characterized by a progressive and involuntary loss of muscle mass and strength. It is accompanied by an impairment of muscle regeneration and accumulation of reactive oxygen species. Caveolae are invaginations of the plasma membrane. In muscle, they play a role in the differentiation of satellite cells and in maintaining the contractile unit of the differentiated skeletal muscle. Some myopathies are resulting from the absence of caveolae in muscle. Caveolae are also involved in mediating signals related to the regulation of oxidative stress. To better understand the mechanisms involved in the development of sarcopenia, we investigated here the relationship between oxidative stress and caveolae. Mouse muscle cells were treated with H2O2 and decreased levels of caveolin-1 and -3 were demonstrated in myoblasts and myotubes, respectively. It therefore appears that caveolae constituent proteins are actually sensitive to oxidative stress in muscle cells. In the presence of H2O2, caveolae functions (endocytosis and resistance to mechanical stress) were also significantly degraded in myoblasts. Altogether, these data suggest that oxidative stress would affect caveolae, which could have consequences on regeneration and maintenance of muscle integrity during aging

Les dystrophies musculaires sont un groupe de pathologies génétiques qui cause une faiblesse et une perte progressive des muscles squelettiques. Parmi elles, la dystrophie des ceintures de type 2B (LGMD2B) est caractérisée par des mutations dans le gène de la dysferline, entrainant de sévères dysfonctionnements, dont un défaut de réparation membranaire. Les ruptures de la membrane plasmique sont des évènements physiologiques induits par des contraintes mécaniques, comme lors de la contraction des fibres musculaires. Les cellules eucaryotes possèdent donc une machinerie protéique assurant une réparation rapide de larges ruptures membranaires. La liste exhaustive des composants de la machinerie de réparation et leur mode d’action reste à établir.Les annexines (Anx) sont de petites protéines solubles, au nombre de 12 chez les mammifères, qui partagent la propriété de lier les membranes exposant des phospholipides chargés négativement en présence de Ca2+. De nombreuses études ont montré l’implication de certaines Anx (AnxA1, A2, A4, A5, A6 et A7) dans la réparation membranaire de différents types cellulaires (muscle, cancer, endothélium…) et dans différentes espèces (souris, poisson-zèbre, homme…). La présence des Anx dans le muscle squelettique, et la participation de plusieurs membres de cette famille dans la réparation membranaire, soulèvent la question d’un rôle collectif de ces protéines dans la protection et la réparation des ruptures du sarcolemme.Les objectifs de ce travail ont été 1) d’identifier les Anx impliquées dans la réparation membranaire des cellules musculaires squelettiques humaines, 2) développer une stratégie de microscopie corrélative pour étudier le site de rupture et la distribution subcellulaire des Anx à haute résolution, 3) élucider la fonction des Anx dans le mécanisme de réparation, et 4) analyser les Anx dans des cellules musculaires dystrophiques. Avec des approches en biologie cellulaire et moléculaire, et en microscopie de fluorescence et électronique, nous avons donc étudié le comportement des Anx lors d’un dommage du sarcolemme.Nous avons ainsi montré que les AnxA1, A2, A4, A5 et A6 sont exprimées dans les myoblastes et les myotubes humains, et sont recrutées au site de rupture quelques secondes après le dommage, en formant une structure dense à l’extérieur du myotube endommagé appelé domaine « cap ». De plus, nous avons pu déterminer l’ordre relatif de recrutement des Anx au site membranaire endommagé. Les premières Anx à être recrutées sont l’AnxA1, suivies des AnxA6 et A5, les moins sensibles au Ca2+. Les dernières Anx recrutées sont les plus sensibles au Ca2+, les AnxA4 puis A2, qui semblent se lier à des vésicules intracellulaires initialement éloignées du site de rupture. Nous avons également étudié l’ultrastructure du site de rupture à haute résolution. Nos résultats ont révélé que le domaine « cap » correspondait à une accumulation de matériel membranaire qui est associé au Anx. En s’appuyant sur nos résultats et la littérature, nous avons proposé un modèle de réparation membranaire, impliquant les AnxA1, A2, A4, A5 et A6, dans les cellules musculaires squelettiques humaines. Nous nous sommes également intéressés à l’expression des Anx dans des lignées de cellules musculaires dystrophiques issues de patients atteints de dystrophies musculaires des ceintures de type 2B (déficients en dysferline) et 1C (déficients en cavéoline-3). Nous avons ainsi montré que le contexte pathologique perturbait l’expression de certaines Anx, sans en modifier leur localisation subcellulaire.En conclusion, ce travail de thèse montre que plusieurs membres de la famille des Anx sont impliqués dans la réparation membranaire, et agissent de concert pour réparer un dommage de la membrane plasmique. L’implication des Anx dans d’autres pathologies, comme le cancer et la pré-éclampsie, renforce l’intérêt de leur étude dans les processus de réparation membranaire et en font une cible thérapeutique potentielle
Muscular dystrophy encompasses a group of genetic disorders which cause progressive weakness and wasting of skeletal muscle. Among them, limb girdle muscular dystrophy type 2B (LGMD2B) is characterized by mutations in the dysferlin gene leading to several dysfunctions including a failure in cell membrane repair process. Cell membrane disruption is a physiological phenomenon induced by mechanical stress, such as contraction of muscle fibers. Thus, eukaryotic cells have a repair protein machinery ensuring a rapid resealing of large cell membrane ruptures. The exhaustive list of components of the repair machinery and their interplay remain to be established.The annexin (Anx) family consists of twelve soluble proteins in mammals and share the property of binding to membranes exposing negatively charged phospholipids in a Ca2+-dependent manner. Several studies have shown the involvement of Anx (AnxA1, A2, A4, A5, A6 and A7) in membrane repair of different cell types (muscle, cancer, endothelium…) in different species (mouse, zebrafish, human…). The presence of different Anx in skeletal muscle, together with the participation of several members of the Anx family in membrane repair processes, raise the question of a collective role of these proteins in the protection and repair of sarcolemma injuries.The PhD project aimed 1) at identifying Anx that are essential for membrane repair in human skeletal muscle cells, 2) developing a correlative light and electron microscopy to study the wounded site and the Anx distribution at high resolution, 3) elucidating the function of each Anx in this process and 4) analyzing Anx in dystrophic muscle cells. Using approaches including cellular and molecular biology, fluorescence microscopy and transmission electron microscopy, we studied the behavior of Anx during sarcolemma damage.We showed that AnxA1, A2, A4, A5 and A6 are expressed in human myoblasts and myotubes, and are recruited at the disruption site within seconds after the sarcolemmal damage, forming a dense structure outside the cell, named the “cap” domain. Furthermore, we determined the relative order of Anx recruitment at the disruption site. The first Anx recruited are AnxA1, followed by AnxA6 and A5, the less sensitive to Ca2+. The last Anx recruited are the most sensitive to Ca2+, AnxA4 and A2. AnxA2 and A4 are instead rapidly recruited to intracellular vesicles present deeper in the cytosol. We also studied the ultrastructure of the disruption site at high resolution. Our results revealed that the “cap” domain correspond to a disorganized membrane structure, associated with the Anx. Thanks to our results and the literature, we have proposed a model for membrane repair involving Anx in human skeletal muscle cells. We also looked at the expression of Anx in dystrophic muscle cell lines from patients with limb girdle muscular dystrophy type 2B (dysferline deficient) and 1C (deficient in cadaveoline-3). We have thus shown that the pathological context disrupts the expression of some Anx, without altering their subcellular location.In conclusion, this work shows that several members of the Anx family are involved in membrane repair and act together to repair plasma membrane damage. The implication of Anx in other pathologies, such as preeclampsia or cancer, reinforces the interest of their study in the process of membrane repair

Pendant la régénération musculaire, les cellules souches musculaires (dites satellites) prolifèrent de manière symétrique et asymétrique. La ségrégation non aléatoire des brins d'ADN est un mécanisme associé à la division asymétrique, souvent en lien avec des destins cellulaires distincts. Quand ce phénomène apparaît et comment il est régulé durant la régénération musculaire sont des points clés sur lesquels je me suis focalisée durant ma thèse. Afin d'étudier le rôle de signaux extracellulaires dans les décisions du type de division, nous avons utilisé des micropatrons de motifs symétrique et asymétrique recouverts de matrice extracellulaire. Nous avons alors montré que les fréquences de divisions asymétriques peuvent être modulées selon la forme du motif. En outre, nous décrivons une fenêtre de temps in vivo au cours de la régénération musculaire où une sous population de cellules satellites peut passer d'une division symétrique à asymétrique. Une analyse transcriptionnelle de ces cellules a permis d'identifier des gènes candidats potentiellement impliqués dans la régulation de cette transition. Nous avons testé l'effet de quelques protéines associées à ces gènes incorporées dans des niches artificielles 2D. Des données préliminaires suggérèrent que des signaux extrinsèques (protéine de la matrice extracellulaire et rigidité du substrat) combinés à une signalisation intracellulaire peuvent réguler la balance entre prolifération et différentiation. L'ensemble de ces données de thèse montre l'importance d'un dialogue entre le microenvironnement et les signaux intracellulaires dans la régulation du comportement des cellules souches
During muscle regeneration, muscle stem (satellite) cells proliferate symmetrically and asymmetrically. Non-random segregation of old and new template DNA strands (NRDS) is one mechanism associated with an asymmetric cell division, and this is often linked with distinct daughter cell fates. How this frequency is modulated and when during tissue remodelling are key questions that are the focus of my thesis project. To address the role of extrinsic cues in NRDS and cell fate decisions, we used micropatterns coated with extracellular matrix and designed with symmetric and asymmetric topological motifs. We show that the frequency of NRDS and transcription factors asymmetry (Pax7, stem; Myogenin, differentiated) can be modulated depending on the topology of the adhesion cues of the micropattern. Moreover, we show that a temporal switch occurs in vivo during early muscle regeneration from symmetric to asymmetric DNA segregation in a subpopulation of satellite cells. Gene expression profiling of symmetrically and asymmetrically dividing cells allowed the identification of candidate regulators that might impinge on this regulatory transition. Some candidate genes were assayed in a high throughput screen that was on 2D artificial stem-cell niches. Preliminary data show that extrinsic cues (ECM protein and substrate stiffness) combined with signalling pathways can regulate the balance between proliferation and differentiation in a context dependent manner. Taken together, this thesis project shows that the interplay between microenvironment and intracellular signalling impacts on the regulation of stem cell behaviour

Les desminopathies sont des maladies génétiques neuromusculaires dues à des mutations dans le gène de la desmine. Elles sont caractérisées par la présence d'agrégats dans le tissu musculaire et par une dégénérescence de l'appareil contractile. Les desminopathies ont été bien caractérisées d'un point de vue clinique mais les étapes conduisant à l'apparition des symptômes à partir de la mutation sont encore mal connues. Nous avons modélisé la maladie avec des myoblastes C2C12 électroporés, exprimant de la desmine mutée en position E413K. Nous avons démontré que l'expression de ce variant de desmine induit une désorganisation du réseau de desmine associée à la formation d'agrégats intracytoplasmiques. Nous avons comparé les propriétés mécaniques des cellules C2C12 sauvages, exprimant de la desmine sauvage ou mutée. Nous avons montré que ces trois types cellulaires partagent le même module viscoélastique cortical alors que l'expression de desmine-WT-GFP augmente la rigidité globale des myoblastes. Enfin, nous avons étudié l'impact de l'expression de desmine-E413K-GFP sur la contractilité des myoblastes. Nous avons montré pour la première fois que l'expression de desmine-E413K-GFP induit une diminution significative de la capacité des cellules à générer de la force contractile. Ainsi l'altération des fonctions musculaires contractiles observée dans les desminopathies est déjà présente à un stade très précoce, dans des myoblastes isolés exprimant la desmine mutée depuis seulement 24h. Enfin, nous avons commencé à caractériser l'effet de la desmine mutée en position E413K sur les propriétés mécaniques de microtissus composés de myoblastes C2C12
Desminopathies are neuromuscular genetic diseases caused by mutations in the desmin gene. They are characterized by the presence in muscles of aggregates containing desmin and by degenerative changes of the contractile apparatus. Although desminopathies have been largely studied at clinical level, the different steps that lead from a desmin gene mutation to progressive muscle weakness are stiil unclear. We investigated this problem in early stages of disease pathology and within an isogenic background, by using C2C12 myoblasts electroporated with the E413K mutant desmin. We first show that the expression of this mutant induces a large desmin network disorganization associated with important aggregate formation. We also compared the mechanical properties of wild-type C2C12 cells, cells over-expressing desmin-WT-GFP and cells expressing mutated desmin E413K-GFP. We show that the three cell types share similar visco-elastic moduli of the cortex, whereas expression of WT-desmin -but not of mutated desmin — increases the overall rigidity of cells. We finally investigated the impact of mutated desmin on the contractility of myoblasts in two different geometries, with a custom-made single cell technique, and with Traction Force Microscopy. We show that E413K-mutation significantly decreases cell contraction abilities. We thus demonstrate for the first time that the impaired contractile strength of muscles observed in desminopathies is already present at very early stage, in isolated myoblasts and at very short time of mutated desmin expression. Finally we have begun to investigate the effect of E413K mutated desmin expression on engineered microtissues made of C2C12 myoblasts

Les cellules souches sont présentes dans tous les tissus et organes et sont cruciales pour le développement et la régénération après un stress ou une blessure. Nous avons étudié les cellules satellites (cellules souches musculaires) ainsi que leurs progéniteurs en utilisant des approches de génétique de biologie cellulaire et moléculaire mais également d’imagerie sophistiquée. Il a été développé dans notre laboratoire des outils génétiques et notamment une souris transgénique Tg :Pax7-nGFP permettant d’isoler une population pure de cellules satellites. Nos travaux précédents ont montré que les cellules satellites peuvent se diviser de façon asymétrique. Notamment qu’elles peuvent Co ségréger le brin matrice de l’ADN à une des cellules filles in vivo et in vitro. Mon projet de thèse initié à partir de cette découverte à montré qu’une sous population, ayant des caractères souches de ces cellules coségrégent les brins matrices de l’ADN alors qu’une autre sous population ayant des caractères de progéniteurs ne le fait pas. Par Co-FISH (Chromosome Orientation- Fluorescent In Situ Hybridization) permettant d’obtenir une résolution à l’échelle chromosomique grâce a l’utilisation de sondes télomériques spécifiques des brins matrices et néo synthétises, nous avons montré que toutes les chromatides étaient impliquées dans le processus Ces résultat ont étés confirmés par lutilisation d’une autre technique d’imagerie isotopique permettant une quantification a l’échelle subatomique de la détection des brins matrices de l’ADN

La dystrophie musculaire de duchenne (dmd) est une maladie genetique liee au sexe, occasionnant un deficit musculaire. L'atteinte primitive de cette myopathie reside dans la lesion d'un gene codant une proteine qui a ete appelee dystrophine, et dont l'absence entraine une instabilite de la fibre musculaire. Les seules molecules ayant montre une action therapeutique certaine dans cette maladie sont les glucocorticoides, tel l'alphamethylprednisolone (pdn). Une premiere partie de notre travail montre que la pdn (a) augmente la myogenese en cultures de cellules musculaires squelettiques (cms) de souris mdx, modele animal de la dmd , (b) accroit l'expression dans ces memes cultures de l'utrophine, proteine analogue a la dystrophine, qui pourrait, au moins partiellement, la remplacer et (c) diminue l'influx de calcium, augmente de facon pathologique dans les cms deficientes en dystrophine, dans les cms normales. Les nombreux effets secondaires qu'ils provoquent representent l'inconvenient majeur d'un traitement par glucocorticoides. La recherche d'autres molecules, aussi efficaces mais moins nocives, a donc motive la deuxieme partie de nos travaux. Les lazaroides, nouvelles drogues anti-oxydantes, initialement derivees des glucocorticoides, se sont averes capables, au meme titre que la pdn, d'augmenter la myogenese de cultures primaires de cms de souris mdx et de la lignee de cms c2. Ces molecules, presentant moins d'effets secondaires que les glucocorticoides, pourraient ainsi se reveler utiles dans le traitement de maladies musculaires telle la dmd. Des etudes in vivo seront cependant necessaires avant de pouvoir conclure a leur efficacite dans le cadre de cette myopathie

Chez les mammiferes, trois isoformes differentes de l'echangeur na +/ca 2 + ont ete clonees : ncx1, ncx2 et ncx3, ncx1 est quasi ubiquitaire, et c'est la seule isoforme exprimee dans le cur. En revanche, ncx2 et ncx3 semblent plus specifiques du cerveau et du muscle squelettique. Dans le muscle squelettique, le role de l'echange n'est toujours pas elucide, et les mecanismes relatifs aux efflux de calcium sont mal connus. Au regard de ces considerations, il nous a semble interessant d'etudier l'echangeur na +/ca 2 + dans les cellules musculaires squelettiques. Les experiences ont ete realisees a partir de cellules squelettiques humaines et de rat en culture. Premierement, ce travail a consiste en une caracterisation moleculaire et fonctionnelle de l'echangeur au sein des cellules de rat en culture primaire. Puis, l'expression, la localisation cellulaire, et l'activite de l'echangeur ont ete comparees au niveau des myotubes humains sains et dmd cocultives. Dans les cellules de rat, les resultats montrent une expression croissante de ncx1 au cours de la myogenese in vitro. De plus, des images confocales de myotubes, marques avec un anticorps specifique de ncx1, revelent une localisation sarcolemmiene de cette premiere isoforme. Enfin, des courants membranaires, dependant des na + e x t et ca 2 + e x t, ont pu etre enregistres. Ces courants sont correles avec des variations de ca 2 + i n t, et leur densite augmente au cours du developpement des cellules. Les cellules humaines saines et dmd presentent une localisation membranaire de ncx1 et ncx3. Toutefois, contrairement aux cellules saines, la stimulation de l'echange na +/ca 2 + dans les cellules dmd provoque une liberation de ca 2 + a partir du reticulum sarcoplasmique. Il semble desormais important d'etudier plus precisement l'expression de l'echangeur dans ces deux types de myotubes (sains et dmd) afin de verifier si ce mecanisme ne serait pas implique dans les perturbations de l'homeostasie calcique observees dans les myotubes dmd.

Les glucocorticoides sont utilises dans le traitement de la myasthenie, une maladie neuromusculaire d'origine auto-immune, les glucocorticoides sont egalement utilises dans le traitement de la dystrophie musculaire de duchenne, une maladie genetique liee au chromosome x, qui induit un deficite musculaire. Ce travail a consiste a etudier si les glucocorticoides peuvent avoir un effet direct sur les cellules musculaires, et a etudier leurs mecanismes d'action. Nous avons montre que les glucocorticoides augmentent la taille et le nombre des myotubes, ainsi que l'expression des recepteurs a l'acethylcholine, et l'activite de la creatine kinase. En ce qui concerne le mecanisme d'action, nous avons montre que les glucocorticoides n'ont pas un effet direct sur la proliferation des myoblastes. Nous avons etudie l'activite transcriptionnelle du recepteur des glucocorticoides sur l'expression des genes qui regulent la myogenese ; nous avons trouve que les glucocorticoides n'ont pas d'effet sur la transcription des mrna de myod, myogenine et de c-jun. Nous avons egalement etudie l'interference entre l'effet des glucocorticoides et celui des facteurs de croissance, et nous avons trouve que les glucocorticoides levent partiellement l'effet inhibiteur de transforming growth factor type beta

Introduction et : ’exposition chronique à une hypoxie (diminution du taux d’oxygène) sévère engendre des effets délétères sur le système musculaire, entrainant des conséquences néfastes sur la masse musculaire squelettique. L'hypoxie provoque un déséquilibre de l'homéostasie protéique (balance entre anabolisme et catabolisme), en diminuant la synthèse des protéines (principalement régulée par la voie PI3K-Akt-mTOR) tout en augmentant la dégradation des protéines (principalement par autophagie et dégradation protéasomique). En revanche, les stimulations mécaniques (activité physique) et la supplémentation nutritionnelle, en particulier les acides aminés essentiel branché (BCAA), induisent l'activation de la voie mTOR tout en inhibant les voies cataboliques du muscles squelettiques chez l'homme, l’animal et cellules musculaires misent en culture. Sur un modèle in vitro de cellule musculaire squelettique, nous avons essayé de déterminer si la combinaison de la stimulation mécanique, la supplémentation nutritionnelle et une période de réoxygénation post-stimulation pourrait inverser les effets délétères de l'hypoxie sur l'homéostasie protéique.Protocole expérimentalPour vérifier notre hypothèse, nous avons utilisé un modèle de cellule musculaire squelettique en culture (C2C12). Après quatre jours de différenciation les myotubes C2C12 ont été placés dans une chambre hypoxique à 4% de O2 pendant 24h. Á la suite de cette période d’hypoxie, un programme de stimulation électrique a été appliquée aux cellules musculaires en utilisant un générateur d'impulsions électriques. Á la fin de la stimulation électrique, les myotubes ont tout d'abord été supplémentés avec des acides aminés essentiel branché (BCAA: mélange de leucine, d'isoleucine et de valine ajoutés à un milieu de culture), puis placés pendant 2 heures dans un environnement de normoxie (21% O2) (correspondant à la période de réoxygénation).RésultatsAprès 24 heures d'hypoxie, l'analyse morphologique des myotubes montre une diminution significative de leur diamètre, traduisant l'activation des voies de dégradation des protéines aux dépens des voies de synthèse des protéines. Appliqué séparément, chaque traitement a peu d’effet sur la voie mTOR et la morphologie des myotubes. Alors que, la combinaison de la stimulation électrique, de la supplémentation en BCAA et de la réoxygénation conduit à une augmentation de la phosphorylation de protéines clés impliquées dans la voie de synthèse des protéines (Akt, mTOR, p70S6K, GSK-3β), reflétant ainsi leur état d'activation. De plus, l'analyse morphologique montre une augmentation significative du diamètre du myotube et de l'indice de fusion (reflétant l'état de différenciation), signe de la présence d'une hypertrophie musculaire.ConclusionNos résultats suggèrent que la voie mTOR (l’une des voies principales de l’anabolisme) répond à une combinaison de stimulation électrique, de supplémentation en nutriments et de réoxygénation par phosphorylation de régulateurs clés de la synthèse des protéines, pouvant ainsi inverser la perte de protéines induite par l'hypoxie
Background and aims : Chronic exposure to severe hypoxia has deleterious effects on the muscular system, in particular on skeletal muscle mass. Hypoxia leads to imbalance of protein homeostasis, decreasing protein synthesis (mainly regulated through PI3K-Akt-mTOR pathway) while increasing protein degradation (mainly through autophagy and proteasomal degradation). In contrast, mechanical stimuli and nutrients, particularly the branched-chain amino acids (BCAA), induce activation of the mTOR pathway in human and rat skeletal muscle as well as and in cultured muscle cells, and decrease protein catabolism. In a model of skeletal muscle cell culture, we attempt to determine whether the combination of mechanical stimulation, nutritional supplementation and reoxygenation could reverse the deleterious effects of hypoxia on protein homeostasis.Experimental methodsWe induced a hypoxic stress on skeletal muscle murine cells differentiated into myotubes C2C12: four days after differentiation, the C2C12 myotubes were placed into a hypoxic chamber at 4% O2 for 24h. Electrical stimulation was applied to the cells using a pulse generator to provide electric pulses. Following the ES treatment, myotubes were firstly supplemented with branched-chain amino acids (BCAA: mixture of leucine, isoleucine and valine added to culture media) while placed to normoxia during 2 hours (corresponding so to a reoxygenation protocol).ResultsAfter 24 hours of hypoxia, the morphological analysis of myotubes shows a significant decrease in their diameter, translating the activation of protein degradation pathways at the expense of protein synthesis pathways. When applied separately, each treatment has little effect on the mTOR pathway and morphology of myotubes. However, the combination of electrical stimulation, supplementation BCAA and reoxygenation lead to an increase of the phosphorylation of key proteins involved in protein synthesis pathway (Akt and p70S6 kinase), thus reflecting their activation state. In addition, morphological analysis shows a significant increase in myotube diameter and fusion index (reflecting the state of differentiation), a sign of the presence of muscle hypertrophy.ConclusionOur preliminary results suggested that mTOR pathway responds to a combination of electrostimulation, nutrient supplementation and reoxygenation by phosphorylation of key regulators of protein synthesis, and could reverse the protein loss induced by hypoxia