La signalisation BMP régule la structuration des muscles des membres

Ma thèse est consacrée à la question de savoir comment peu de cellules progénitrices myogéniques (MPC) peuvent donner naissance au schéma complexe de la musculature des membres des mammifères.La compréhension actuelle est que les MPC des membres ne possèdent aucune information de position et le tissu conjonctif musculaire (MCT) établit un pré-modèle qui est envahi par des MPC naïfs, qui forment des muscles. Contrairement, il a été démontré que les protéines Hox, qui définissent le plan corporel, s'accumulent dans les MPC, suggérant que les MPC peuvent acquérir une identité de position. Les protéines morphogénétiques osseuses (BMP), qui s'expriment dans le mésenchyme des membres, entourent les muscles en développement et guident le positionnement des masses pré-musculaires; Cependant, si cela implique des informations de position reste inexploré. La compréhension actuelle est basée sur des expériences sur le poulet et n'ont pas été étayées par de nouveaux modèles de mammifères transgéniques.L'hypothèse principale de ma thèse est que les BMP signalent aux MPC, guidant la structuration musculaire. J'ai demandé si les MPC acquièrent des informations de position et si cela dépend de la signalisation BMP. J'ai formulé ces objectifs: i) confirmer la réactivité des MPC à la signalisation BMP, ii) valider des modèles de souris transgéniques abrogeant conditionnellement la signalisation BMP dans la lignée myogénique, iii) déterminer les conséquences de l'abrogation de la signalisation BMP sur le développement précoce et la structuration finale des muscles, et iv) déterminer si les MPC possèdent une identité de position et si cela dépend de la signalisation BMP.Dans ma thèse, j'ai démontré que les MPC accumulaient les Smad1/5/9 phosphorylés, preuve d'une signalisation BMP active. Pour tester le rôle de la signalisation BMP, j'ai généré les souris transgéniques Lbx1Cre;RS6, qui ont surexprimé le SMAD6 inhibiteur de BMP dans les MPC des membres en migration. Les embryons Lbx1Cre;RS6 ont montré prolifération et migration distale altérées et une différenciation précoce des MPC. Les muscles semblaient petits, se composaient de moins de myofibres et avaient une mauvaise configuration. J'ai révélé une mauvaise configuration musculaire avec une sévérité croissante du proximal vers le distal. Certains muscles étaient soit soudés, absents ou connectés à de mauvais tendons. Le MCT s'adaptait aux changements musculaires.Ensuite, j'ai abrogé la signalisation BMP dans les muscles différenciés en en générant les souris HSA-Cre;RS6. Les foetus ont développé des muscles plus petits, cependant, le schéma a été préservé, suggérant que les MPC reçoivent des informations de position avant la différenciation.Enfin, j'ai présenté des données de séquençage d'ARN monocellulaire, en collaboration avec des laboratoires externes, montrant que les MPC exprimaient les gènes Hoxa et Hoxd. Les MPC exprimant Hox ont affiché une activité de signalisation BMP élevée. En utilisant l'immunohistochimie, j'ai confirmé que les MPC précoce exprimaient la protéine Hoxa11, qui était rapidement perdue au cours de développement. J'ai également montré que les MPC augmentaient séquentiellement les protéines Hox, et cela dépendait de leur progression distale et correspondait aux régions des membres proximo-distales définies par Hox. Dans les embryons Lbx1Cre;RS6, les MPC n'ont pas réussi à réguler à la hausse de manière séquentielle les protéines Hoxa11 et Hoxd13, et aucun MPC n'a été détecté dans la région présumée des autopodes exprimant Hoxd13, ce qui explique leur amyoplasie distale.En conclusion, je fournis la preuve que la signalisation BMP contrôle la structuration proximo-distale des muscles des membres, probablement en régulant l'identité positionnelle définie par Hox dans les MPC précoces. Je propose que la structuration des muscles des membres proximo-distaux dépend de la colinéarité du gène Hox dans la migration des MPC, une hypothèse qui reste à l'étude à l'avenir.