Academic literature on the topic 'Dystrophie musculaire oculopharyngée'

PABPN1 est une protéine de liaison à l'ARN nucléaire et ubiquitaire impliquée dans de nombreux mécanismes de régulation post-transcriptionnelle des ARN. Une expansion anormale de triplets GCN dans le gène PABPN1 conduit à une dystrophie musculaire appelée dystrophie musculaire oculopharyngée (OPMD). A l'heure actuelle les mécanismes moléculaires conduisant d'une expansion de quelques triplets dans le gène d'une protéine ubiquitaire vers cette pathologie où seulement quelques muscles sont touchés ne sont pas connus. La caractéristique phénotypique majeure de la maladie est la présence d'agrégats intranucléaires dans les noyaux des muscles atteints et non atteints. Cependant le rôle exact de ces agrégats et leur implication dans la pathologie reste encore incertain. A l'heure actuelle il n'y a pas de traitements curatifs pour l'OPMD. Dans ce contexte, ce projet de thèse a porté sur 1) l'étude des mécanismes moléculaires dérégulés dans la pathologie, 2) l'étude de la contribution des agrégats nucléaires et 3) le développement d'un stratégie de thérapie génique. Au cours de ce travail il a été mis en évidence des défauts mitochondriaux et les mécanismes moléculaires sous-jacents ont été élucidés. L'étude de l'implication des agrégats dans la maladie a révélé la présence de défauts d'épissage et en particulier dans un ARN muscle spécifique codant la protéine TNNT3. Le projet de thérapie génique dit de remplacement consiste à éteindre PABPN1 par interférence à ARN et amener un ADNc (PABopt) qui code la forme saine et qui est non ciblée par les outils interférence grâce à la redondance du code génétique. Les résultats obtenus ont été très positifs à la fois in vitro et in vivo
PABPN1 is an RNA binding protein involved in many post-transcriptional RNA regulation mechanisms. A pathological expansion of the GCN triplet in the gene leads to a muscular dystrophy called Oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD). The molecular mechanisms leading to a small expansion in an ubiquitous protein to a disease, where only few muscles are impaired are still not fully understood. The main pathological hallmark is the presence in the myonuclei of nuclear aggregates of the PABPN1 protein. Today there is no cure for OPMD patients. In this context the projects developed during this thesis have been to 1) study the molecular mechanisms involved in OPMD, 2) study the contribution of the nuclear aggregates in the physiopathology of the disease and 3) develop a gene therapy strategy. We found mitochondrial dysfunctions present in OPMD muscles and we decipher the molecular mechanism involved. Study of PABPN1 aggregates in OPMD has highlighted splicing deregulation events. Among them TNNT3, a RNA which encodes a muscle specific protein is deregulated and we found that the pre-mRNA is trapped in nuclear aggregates outsides speckles nuclear domain containing its natural splicing factor (SC35), leading to an imbalance of the ratio of two mutually exclusives exons of the transcript. The gene therapy strategy developed is a replacement strategy that consists of silencing PABPN1 using RNAi and also bringing a novel version of the protein using a cDNA, untargeted by RNAi thanks to the genetic code redundancy, which encodes a wild-type form of PABPN1. We obtained promising results both in vitro and in vivo in mice OPMD model with a rescue of the pathological phenotype

Les PABPs sont des protéines liant les répétitions d’adénosines se trouvant à l’extrémité 3’ des transcrits d’acides ribonucléiques messagers (ARNm) et par conséquent pouvant interagir avec la majorité d’entres eux. Cette classe de protéine est retrouvée chez la majorité des eucaryotes, mais elle semble absente chez les procaryotes. Il existe deux classes de PABPs : cytoplasmique et nucléaire. Mis à part les PABPs cytoplasmiques, il existe une PABP avec une localisation majoritairement nucléaire appelée PABPN1. Chez l’humain, PABPN1 est impliquée dans plusieurs processus cellulaires : la polyadénylation nucléaire des ARNms, le clivage et la polyadénylation alternative, l’expression de certains longs ARNs non-codant (lncARN) et l’export des ARNms du noyau vers le cytoplasme. La protéine contient plusieurs domaines dont une région riche en alanine. Cette région est sujette à des expansions trinucléotidiques qui ont pour conséquence l’ajout d’alanines supplémentaires. Ces ajouts entrainent, à long terme, l’apparition de la dystrophie musculaire oculopharyngée (DMOP). L’influence des expansions trinucléotidiques chez les patients atteints de la maladie est encore mal connue. En utilisant des cellules exprimant le transgène GFP-PABPN1, nous avons observé une régulation de l’expression de la protéine endogène, ce qui suggère une autorégulation du gène PABPN1. De plus, nous avons observé la présence de deux populations de transcrits du gène : un premier transcrit mature (ARNm) et le deuxième contenant l’intron terminal de PABPN1 (pre-ARNm). Expérimentalement, nous avons observé que l’expression du transgène module le ratio pre-ARNm/ARNm de l’endogène. Aussi, en utilisant un gène rapporteur (GFP-6/7) qui se comporte comme l’endogène, nous avons démontré que l’autorégulation de PABPN1 nécessite la présence d’un intron terminal ayant une séquence non optimale pour l’épissage. En plus, nos expériences suggèrent que l’autorégulation est indépendante des répétitions d’adénosines présentes à la fin du transcrit (queue poly-A). Par la suite, nous avons remarqué la présence d’une séquence riche en adénosine (A-riche) à l’intérieur de l’exon terminal de PABPN1. Nous avons démontré que cette séquence est liée par PABPN1 in vitro et in cellulo qu’elle influence l’autorégulation en inhibant l’épissage du transcrit. De plus, nous avons mis en évidence que le mécanisme de l’autorégulation passe par une compétition entre des facteurs qui influencent l’épissage et la dégradation du pre-ARNm par l’exosome nucléaire.

La Dystrophie musculaire oculopharyngée (DMOP) est une myopathie congénitale causée par une mutation du gène PABPN1 (Poly Adenosine Binding Protein Nuclear 1), codant pour une protéine nucléaire impliquée dans le transport, la polyadénylation des ARNm et la régulation de la transcription. La DMOP a comme expression clinique prédominante un ptosis (chute des paupières) et des troubles de la déglutition (dysphagie). Les mécanismes physiopathologiques en cause restent inconnus. Afin d’étudier l’influence de la mutation PABPN1 sur le profil d’expression protéique des cellules satellites de patients DMOP, nous avons analysé les protéomes des cellules satellites isolées des muscles atteints et non atteints de patients DMOP comparés à ceux des cellules satellites de sujets sains par électrophorèse assistée par dialyse (DAGE). Nous avons observé que les cellules satellites issues des muscles atteints présentent une perte de myogénicité importante et une diminution des capacités prolifératives en culture cellulaire. Après avoir optimisé la DAGE sur un modèle de myoblastes humains, nos analyses ont montré que le protéome des myoblastes en prolifération subit des modifications importantes au cours de la différenciation in vitro. En suite, nous avons démontré que le protéome des cellules satellites de patients DMOP présente des dérégulations importantes au niveau du métabolisme énérgétique, mitochondrial, de la maturation des ARNm, des voies de l’ubiquitine-protésome et du trafic cellulaire, avec un protéome beaucoup plus perturbé dans les cellules myogéniques des muscles atteints de la DMOP par rapport à celui des cellules de muscles non atteints. Nous avons également montré qu’il existe des anomalies de l’acétylation des histones qui sont compensées par un inhibiteur des histones désacétylases, la Trichostatin A. Enfin, en utilisant des puces à anticorps, nous avons montré que l’expression de nombreux facteurs de croissances et cytokines est modifiée dans les muscles atteints comparativement aux muscles non atteints de DMOP, et plusieurs d’entre eux sont associés à la formation de la fibrose hépatique ou pulmonaire. En conclusion, nos résultats, indiquent que les inhibiteurs de désacétylases et les traitements anti-fibrose utilisés dans la fibrose hépatique pourraient représenter des pistes thérapeutiques dans la DMOP.

La dystrophie musculaire oculopharyngée (OPMD) est une maladie autosomique dominante à apparition tardive (50-60 ans) et à progression lente caractérisée par des faiblesses musculaires restreintes dans un premier temps à deux types de muscles : les muscles du pharynx, dont le cricopharyngien fait partie (CPM) et le muscle releveur de la paupière aboutissant à des difficultés de déglutition (dysphagie) et à une chute des paupières (ptosis) respectivement. Cette maladie est due à une petite expansion d’alanine dans la protéine PABPN1 (polyA Binding Protein Nuclear 1) ce qui aboutit à la formation d’agrégats nucléaires dans les muscles des patients OPMD. Les objectifs de cette étude sont : 1/ caractériser les agrégats de PABPN1 à partir de biopsies de patients OPMD pour voir si l’âge et le génotype des patients influencent leurs caractéristiques et 2/ d’évaluer l’efficacité de la molécule anti-agrégats guanabenz (GA) dans des modèles mammifères de la maladie. Les résultats montrent que l’âge et le génotype des patients OPMD influencent la taille, la composition ou le pourcentage de noyaux avec agrégats. L’utilisation de GA dans nos modèles murins de l’OPMD permet de diminuer le nombre et la taille de noyaux avec agrégats et d’améliorer les phénotypes musculaires chez la souris. Nous montrons dans cette étude que le GA module la réponse au stress du réticulum endoplasmique (ER) qui est pour la première fois mis en évidence dans l’OPMD. Cette étude nous permet de proposer que l’utilisation de molécules pharmacologiques atténuant entre autre le stress de l’ER est une bonne stratégie thérapeutique pour l’OPMD
Oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD) is a late onset autosomal genetic disease characterized by a restrictive muscle weakness: pharyngeal muscles (including cricopharyngeal muscle (CPM)) as well as eyelid muscles are primarly affected leading to swallowing difficulties (dysphagia) and eyelid drooping (ptosis) respectively. This disease stems from a short polyalanine expansion in the Poly(A) Binding Protein Nuclear 1 (PABPN1) leading to the formation of nuclear aggregates in the muscle of OPMD patients. The objectives of this study are : 1/ to characterize PABPN1 nuclear aggregates on human muscle biopsies to evaluate if age and genotype influence their features and 2/ to assess the efficacy of the anti-aggregates molecule guanabenz (GA) on mammalian models of OPMD. The results show that aging and genotype of OPMD patients influence the size, the percentage or the composition of nuclear aggregates. Treatment of cellular and mouse model of OPMD with guanabenz allows a diminution in the percentage and the size of nuclear aggregates as well as an improvement of the mice muscle phenotype. GA acts through the unfolded protein response to endoplasmic reticulum stress (ER) showing for the first time that ER stress is activated in OPMD. This study suggestes that the use of pharmacological molecules modulating notably ER stress is a promising strategy to treat OPMD

La dystrophie musculaire oculopharyngée est une maladie du muscle invalidante d’apparition tardive. L’origine génétique de la maladie est une expansion pathogénique dans une répétition d’alanines située dans la séquence codante de la protéine PABPN1. L’allongement de cette répétition confère à la protéine des propriétés toxiques et qui se matérialisent chez les patients par une dégénérescence cellulaire spécifique à certains muscles. Afin de mieux comprendre les mécanismes de toxicité associés à la forme mutée de PABPN1, nous avons développé un modèle transgénique C. Elegans qui reproduit les caractéristiques cytopathologiques de la maladie associées à la forme mutée de PABPN1. Nous avons utilisé les facilités du modèle d’étude C. Elegans pour évaluer des régulateurs candidats de la toxicité cellulaire induite par la forme mutée de PABPN1. Cette étude décrit les éléments et les interactions entre les élements à l’intersection de la longévité, du développement et de la survie cellulaire d’un mécanisme de protection sur un modèle C. Elegans de dystrophie musculaire de type OPMD.

La dystrophie musculaire oculopharyngée (DMOP) est une maladie causée par des polyalanines mutées dans PABPN1 (PolyAdenosine Binding Protein Nuclear 1), mais dont les mécanismes restent inconnus. Afin d’étudier la toxicité de PABPN1 mutée, nous l’avons exprimée dans les muscles du nématode Caenorhabditis elegans et dans des cellules mammifères COS-7. Nous avons observé que la protéine PABPN1 mutée produit une dégénérescence cellulaire et altère la mobilité des nématodes. Nous avons montré qu’il existe des anomalies de l’acétylation des histones qui sont compensées par un inhibiteur général des histones désacétylases et que l’inhibition de SIR2, une désacétylase de classe III, protège la cellule. De plus, les facteurs de transcription FOXO et les régulateurs du métabolisme énergétique comme l’AMPK, participent à ces effets, leur inactivation étant protectrice. En conclusion, nos résultats indiquent que les modulateurs de la longévité et du métabolisme énergétique modulent les effets cytotoxiques des polyalanines mutées dans la protéine PABPN1 et suggèrent de nouvelles pistes thérapeutiques pour la DMOP.

La fibrose est une accumulation excessive de protéines de la matrice extracellulaire qui remplace le tissu et en altèrent la fonction. Dans le muscle squelettique c’est une caractéristique pathologique commune à plusieurs dystrophies dont la dystrophie musculaire oculopharyngée et la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Dans de nombreux tissus, les cellules résidentes appelées fibroblastes semblent avoir un rôle clé dans l’établissement et le maintien de la fibrose, cependant, la nature exacte et le rôle de ces cellules dans la fibrose musculaire humaine sont peu connus. Nous avons caractérisé les populations cellulaires non-myogéniques (CD56-) de muscles contrôles et fibrotiques et montré que les cellules CD56- de muscles fibrotiques ont un phénotype différent des cellules de muscles contrôles (capacité proliférative, sensibilité au TGFβ, sécrétion, impact sur la fusion et la régénération). Notre étude met en évidence l’importance de la communication entre types cellulaires au sein du muscle, en particulier du muscle fibrotique et dystrophique. Actuellement, de nombreuses stratégies anti-fibrotiques se développent mais aucune n’a encore été capable de réduire une fibrose pré-existante. Nous avons comparé 10 sérotypes d’AAV par injection intramusculaire afin d’évaluer si un sérotype était capable de transduire les fibroblastes in vivo et si la fibrose gênait la transduction des fibres musculaires. Puis, nous avons testé le potentiel anti-fibrotique d’un AAV-Relaxine sur des souris DBA/2-mdx, modèle pour DMD. L’ensemble de ce travail permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes en jeu dans la fibrose musculaire et de développer des thérapies efficaces
Fibrosis is described as an excessive accumulation of extracellular matrix proteins that replace tissue and alter its function. In skeletal muscle, fibrosis is a pathological feature common to many dystrophies including Oculopharyngeal Muscular Dystrophy (OPMD) and Duchenne Muscular Dystrophy (DMD). In many tissues, resident cells called fibroblasts seem to have a key role in establishing and maintaining fibrosis, however, the exact nature and role of these cells in human muscle fibrosis are still very poorly defined. In this context, we characterized the non-myogenic cell population (CD56- cells) of control and fibrotic muscles and showed that CD56- fibrotic muscle cells have a different phenotype than control muscle cells (proliferative capacity, sensitivity to TGF-β, secretion, impact on fusion and regeneration). Our study highlights the importance of the cross-talk between cell types within the muscle, especially fibrotic and dystrophic muscle. Currently, many anti-fibrotic gene therapy strategies are being developed but while most of them prevent the apparition of fibrosis, none has yet been able to revert pre-existing fibrosis. In this context, we first compared 10 serotypes of AAV by intramuscular injection to evaluate whether one of these serotype was able to transduce fibroblasts in vivo and whether fibrosis impair the transduction of muscle fibers. Then we tested the anti-fibrotic therapeutic potential of AAV-Relaxin (RLN) on DBA/2-mdx mice, model for DMD. Altogether these studies will allow us to improve our understanding of the pathophysiological mechanisms involved in muscle fibrosis and to develop effective anti-fibrotic strategies

Mémoire (M.Sc.)-- Université du Québec à Chicoutimi, 1992.
"Mémoire présenté pour l'obtention du grade de maître es sciences (M.Sc.)" Ce mémoire a été réalisé à l'UQAC dans le cadre du programme de maîtrise en médecine expérimentale (génétique) extensionné de l'Un. Laval à l'UQAC. CaQCU CaQCU Bibliogr.: f. 75-80. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU