Syndrome Myasthénique Congénital, ColQ, AChE, MuSK, Cellules humaines pluripotentes induites, Jonction neuromusculaire

Les syndromes myasthéniques congénitaux (SMC) sont un groupe hétérogène de désordres neuromusculaires caractérisés par une atteinte de la transmission synaptique à la jonction neuromusculaire (JNM). ColQ, un collagène formant une triple hélice associée à des tétramères d'acétylcholinestérase (AChE) permet l'ancrage de l'enzyme dans la fente synaptique où celle-ci dégrade l'acétylcholine permettant un contrôle de la neurotransmission. Les mutations dans le gène COLQ sont l'une des principales causes de SMC, et entrainent un SMC avec déficience en AChE. ColQ interagit avec les co-récepteurs MuSK/LRP4, responsables de l'agrégation des récepteurs à l'acétylcholine (RACh) en réponse à l'agrine, un ligand de LRP4. L'effet de l'agrine est transduit par MuSK, un récepteur tyrosine kinase. Une agrégation des RAChs en réponse à l'agrine plus faible dans les cellules musculaires déficientes en ColQ a été décrite précédemment in vitro. Nous nous sommes donc posés les questions suivantes : le domaine C-terminal de ColQ interagissant avec le complexe LRP4/MuSK est-il responsable de la régulation de la signalisation dépendante de l'agrine, et quels sont les mécanismes pathogéniques entrainant un SMC lors d'une mutation en C-terminal de ColQ ? Pour y répondre, j'ai utilisé des cellules musculaires murines et humaines. J'ai pu mettre en évidence grâce à une étude de phosphoprotéomique la présence d'une phosphorylation constitutive de la sérine 751 de MuSK dans les cellules musculaires déficientes pour ColQ. Pour explorer le rôle du domaine C-terminal de ColQ dans la signalisation à la JNM, je me suis intéressée à une mutation identifiée dans ce domaine (COLQ c.1281C>T) chez un patient atteint de SMC. J'ai analysé les propriétés de ce collagène muté, et montré en collaboration avec l'équipe que la mutation c.1281C>T n'impacte ni la formation de la triple hélice de ColQ, ni son association avec les tétramères d'AChE, ni sa localisation à la membrane, mais entraine une migration retardée des formes trimérisées de ColQ muté au sein du gradient de sucrose, après expression dans les cellules COS et après expression dans les cellules musculaires murines. En parallèle de cette étude, j'ai entrepris une étude des cellules musculaires humaines. Pour explorer plusieurs paramètres phénotypiques à la fois et réduire la variabilité expérimentale, j'ai mis au point des conditions permettant la culture de cellules musculaires humaines primaires en plaque 96 puits micropatternée et les outils comme l'analyse des contractions cellulaires par vidéo ou la quantification des agrégats de RAChs. En collaboration avec une plateforme (plateforme iPS-SAFE INGESTEM), nous avons généré et caractérisé des cellules pluripotentes induites (iPSC) à partir de cellules sanguines du patient. J'ai ensuite testé plusieurs protocoles de différenciation des cellules musculaires à partir de ces hiPSC. Mon test le plus avancé, avec le protocole de co-différenciation mis au point par l'équipe du Dr Magdinier (Aix Marseille Univ, INSERM MMG), a permis de montrer l'existence de cellules musculaires différenciées à partir des hiPSC du patient et la présence d'agrégats de récepteurs à l'acétylcholine dans ces cellules. Ces derniers résultats vont maintenant permettre une analyse moléculaire dans des cellules humaines des mécanismes physiopathologiques d'un SMC.