Selenoprotein N as a novel regulator of the muscle progenitor's cell fate decision process : balancing differentiation and self-renewal
[La sélénoprotéine N en tant que nouveau régulateur du processus de décision du destin des cellules progénitrices musculaires] : [équilibrer la différenciation et l'auto-renouvellement]
par Swati DUDHAL sous la direction de Ana FERREIRO
Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Physiologie et physiopathologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le mercredi 12 septembre 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Maladies musculaires
  • Myopathies congénitales structurales
  • Sélénoprotéines
  • Stress oxydatif
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Mots clés
Protéine SEPN1, humain
Resumé
Les mutations du gène codant la sélénoprotéine N (SEPN1) provoquent une myopathie congénitale nommée SEPN1-related myopathy (SEPN1-RM), caractérisée par une faiblesse et une amyotrophie majeures des muscles du cou et du tronc, une scoliose et une insuffisance respiratoire potentiellement létale. SEPN1-RM a été associée avec un stress oxydant, une diminution de la population de cellules souches musculaires (cellules satellites) et des défauts de la régénération musculaire. Avec l'objectif de rechercher les mécanismes impliqués dans ces défauts, et en particulier un rôle potentiel de SEPN1 dans la régulation de l'équilibre entre le renouvellement et la différentiation du pool de cellules satellites, j'ai étudié des cellules satellites primaires de souris knocked-out pour Sepn1et la lignée musculaire murine C2C12 knocked-down pour Sepn1à différents stades de différentiation (cellules quiescentes, myoblastes etmyotubes). Utilisant un système de suspension pour générer une quiescence synchronisée des C2C12, j'ai trouvé que l'absence de SEPN1 dans les cellules en G0 n'est pas incompatible avec la sortie et le retour dans le cycle cellulaire, mais entraîne une moindre sous-régulation de l'expression de deux facteurs clé de la différentiation myogénique (augmentation des transcrits de MYOD1etMYOG par rapport aux contrôles) et une augmentation des niveaux de Cycline D1 (mRNAdeCCND1) en conditions de quiescence. Des études de microarrayet deqRT-PCR ont montré que la déplétion de SEPN1 dans des C2C12 prolifératives est associée à une augmentation significative de l'expression des facteurs de transcription myogéniques MYOG and MYOD1. En parallèle, des études d'immunoblot ont confirmé un niveau augmenté des protéines régulatrices du cycle cellulaire p21 and Cyclin D3 en conditions de prolifération. De plus, des cellules satellites primaires isolées à partir des muscles gastrocnemiusetplantarisde souris KO Sepn1ont montré une fusion accélérée des myoblastes au cours de la différentiation myogénique initiale. Par la suite, j'ai explore les voies mécanistiques impliquées dans ce phénotype cellulaire par western blot et/ou qRT-PCR utilisant des cellulesC2C12 knocked-down pour Sepn1. J'ai pu montrer l'absence de changements nets des voies de l'AMPK et p38, ainsi que du taux d'expression des marqueurs de stress du réticulum endoplasmique GRP78 oucalnexine. Par contre, nos données suggèrent que les voies HDAC5 etmTOR pourraient être impliquées dans le phénotype de différentiation musculaire accélérée. En conclusion, la déplétion de SEPN1 entraîne une quiescence incomplète et une différentiation myogénique accélérée. Par conséquent, ce travail identifie SEPN1 comme un nouveau régulateur du processus de décision du destin cellulaire des progéniteurs musculaires, l'absence de SEPN1 favorisant la différentiation au détriment du renouvellement cellulaire. Ces résultats peuvent contribuer à expliquer la déplétion de la population de cellules satellites et les défauts de régénération observés dans les modèles de SEPN1-RM, et aider à identifier de nouveaux biomarqueurs cellulaires qui seront utiles à l'avenir pour évaluer des approches thérapeutiques.