Approches physiopathologique et moléculaire de la signalisation calcique dans les caveolinopathies musculaires – Cav3pathies

Les cavéolinopathies musculaires sont des maladies rares qui résultent de mutations sur le gène qui code la cavéoline-3 (CAV-3), une protéine ancrée à la face interne du sarcolemme au niveau de microdomaines cavéolaires. Toutes les mutations sur ce gène conduisent à une forte réduction de l'expression de CAV-3 qui s'accompagne de syndromes dystrophiques pouvant prendre des formes aussi diverses qu'une dystrophie des ceintures (LGMD-1C), une maladie dénommée rippling muscle disease , une hyperCKémie ou encore une myopathie distale. En dépit de nombreuses études, les mécanismes physiopathologiques conduisant à ces syndromes myopathiques restent inconnus. La stratégie défendue dans ce projet est d'associer des physiologistes spécialistes des canaux ioniques et de l'homéostasie Ca2+ musculaire, des biologistes moléculaires experts en l'étude des interactions protéiques musculaires et des praticiens hospitaliers coordonnant un réseau clinique régional de pathologies musculaires, pour tenter de déterminer quels mécanismes impliqués dans la signalisation Ca2+ musculaire sont susceptibles d'être affectés dans les cellules déficientes en CAV-3. Des résultats préliminaires du groupe coordonnateur (Groupe 1) indiquent que la destruction des cavéoles ainsi que la sous-expression de CAV-3, induite par transfection d'une forme mutante de cav-3 responsable de LGMD-1C, induisent une réduction de fonction du récepteur des dihydropyridines (DHPR), le complexe détecteur de potentiel qui initie le couplage excitation-contraction. A notre connaissance, cette étude préliminaire met en évidence pour la première fois un mécanisme physiopathologique susceptible d'être impliqué dans les cavéolinopathies. Afin de mieux comprendre les conséquences fonctionnelles d'une déficience en CAV-3, nous projetons d'expérimenter sur des cellules musculaires de souris en culture, et fraîchement dissociées à partir d'animaux adultes ou de fétus, transfectées avec la forme mutante cav-3P104L responsable de LGMD-1C. Sur ces différentes préparations, nous combinerons (i) des approches électrophysiologiques et de mesures du Ca2+ intracellulaire afin de caractériser de manière exhaustive les propriétés fonctionnelles du DHPR dans les différents types de cellules transfectées (Groupe 1) et (ii) des études moléculaires (Groupes 1 et 2) telles que l'immunolocalisation du DHPR et de CAV-3, l'adressage du DHPR aux cavéoles, les interactions moléculaires entre DHPR et CAV-3, l'identification de nouveaux partenaires potentiels de CAV-3 et la récupération possible de l'expression de CAV-3 à l'aide de substances pharmacologiques. Des biopsies musculaires sur des patients en cours d'exploration seront pratiquées par les cliniciens (Groupe 3). Des cultures de cellules seront réalisées à partir de biopsies de patients contrôles et transfectées avec le mutant cav-3 ou si possible à partir de biopsies de patients souffrant de cavéolinopathie, cultures sur lesquelles les mêmes types d'expérimentations que sur la souris seront menées. La combinaison des approches physiologiques et moléculaires sur des cellules musculaires humaines et murines génétiquement modifiées devrait apporter des éléments de compréhension quant aux mécanismes physiopathologiques impliqués dans les cavéolinopathies musculaires. Cette étude devrait aussi permettre de préciser le rôle fonctionnel et les partenaires protéiques de CAV-3 et contribuer à développer des molécules thérapeutiques.