Novel pathological mechanisms support new therapeutic opportunities in Duchenne Muscular Dystrophy

Découverte de nouveaux mécanismes pathologiques soutenant de nouvelles opportunités thérapeutiques dans la dystrophie musculaire de Duchenne La dystrophie musculaire de Duchenne est une myopathie conduisnat à une réduction de la durée de vie et pour laquelle il n'existe pas de traitement curatif. Elle résulte de mutations dans le gène DMD, qui code une protéine participant à la liaison entre le cytosquelette et la matrice extracellulaire dans les muscles squelettiques et cardiaques. Dans cette thèse, je présente trois études qui ont conduit à la découverte de nouveaux aspects pathophysiologiques dans DMD reliés au métabolisme.La première étude s'intitule “Cholesterol metabolism is a potential therapeutic target in DMD”. Nous avons séquencé les miRNA plasmatiques dans une cohorte comprenant 54 patients DMD comparés à 27 contrôles sains. Nous avons identifié 96 miARNs dérégulés, dont beaucoup n'avaient jamais été rapportés dans DMD. Nous avons développé une approche bioinformatique basée à la fois sur les cibles et les gènes hôtes des miARNs pour l'interprétation de leur dysrégulation. Cette analyse a prédit que la dysrégulation du métabolisme lipidique a un rôle central dans DMD. Des investigations chez la souris mdx ont montré une dérégulation des facteurs de transcription lié aux acides gras (SREBP1) ou au métabolisme du cholestérol (SREBP2), une perturbation de la voie de mévalonate, et une accumulation du cholestérol dans les muscles squelettiques. Un taux de cholestérol élevé a été également montré dans des biopsies des patients de DMD. Un traitement de souris mdx avec de la Simvastatine a normalisé ces perturbations et partiellement restauré des paramètres dystrophiques. Cette étude suggère que le métabolisme de cholestérol et la voie de mevalonate puissent être des cibles thérapeutiques potentielles dans DMD.Les deuxième et troisième études incluses dans cette thèse sont orientés sur l'étude des perturbations mitochondriales dans DMD suite à la démonstration d'une dérégulation de nombreux miRNAs résidant dans le locus DLK1-DIO3 (DD-miRNAs) chez les patients DMD. Dans l'étude intitulée “miR-379 links glucocorticoid treatment with the mitochondrial response in DMD”, nous nous sommes concentrés sur un DD-miRNAs particulier, le miR-379. En utilisant un modèle in vitro, nous avons identifié une nouvelle cascade de signalisation: miR-379 réprime l'expression d'EIF4G2, un facteur d'initiation de traduction qui favorise l'expression de protéine DAPIT. DAPIT est un composant de phosphorylation oxydative (OxPhos). Nous avons démontré que dans DMD, l'inhibition de DAPIT par la voie de signalisation identifiée aboutit à une réduction de la capacité d'OxPhos.Dans la dernière étude, intitulée “The DLK1-DIO3 cluster miRNAs regulate mitochondrial functions in the dystrophic muscle in DMD”, nous avons entrepris une approche plus globale. La combinaison d'une analyse bioinformatique et de la surexpression simultanée in vivo de 14 DD-miRNAs dans le muscle sain a suggéré que les DD-miRNAs peuvent moduler en coopération la capacité d'OxPhos. Une analyse transcriptomique a montré une importante similitude entre le muscle dystrophique et un muscle normal surexprmant ectopiquement les DD-miRNAs, suggèrant que les DD-miRNAs puissent médier l'adaptation mitochondriale dans DMD. L'inactivation de l'ensemble du cluster DD-miRNA dans des myotubes dérivés d'iPS a entraîné une augmentation de l'OxPhos.Ensemble, les deux études apportent des évidences de la modulation de l'activité mitochondriale dans le muscle dystrophique par les DD-miRNAs et soutiennent un modèle actualisé pour comprendre le dysfonctionnement mitochondriale dans DMD.Les études rapportées ici contribuent à une meilleure compréhension de ces aspects métaboliques et, par conséquent, pourraient favoriser le développement translationnel et l'amélioration des soins thérapeutiques dans le DMD.