Rôle des protéines de l’endocytose dans la mécano-transduction des cellules musculaires – EndoMechano

La forme autosomale dominante de la myopathie centronucléaire (CNM) est due à des mutations dans le gène de la dynamine 2 (DNM2). La DNM2 et la chaîne lourde de la clathrine (CHC) sont bien caractérisées pour leur rôle dans le trafic intracellulaire et l’endocytose à partir de la membrane plasmique (MP). Nous avons récemment démontré que dans le muscle squelettique, elles régulent la formation et le maintien de larges plaques de clathrine localisées au niveau des sites de fixation entre les sarcomères et la membrane plasmique également connus sous le nom de « costamères ». Ces plaques sont indispensables à l’organisation du cytosquelette d’actine au niveau des costamères et par conséquent, indispensables à la formation des sarcomères. La déplétion in vitro et in vivo de CHC perturbe très fortement l’échafaudage d’actine, la formation et le maintien des costamères et la capacité du tissu musculaire à générer de la force mécanique.
Ce projet vise à comprendre le mécanisme de formation et de régulation de l’assemblage des plaques de clathrine au niveau des costamères et à montrer qu’à travers leurs interactions avec les protéines de liaison à l'actine comme Hip1, Hip1R, et la cortactine, CHC et DNM2 intègrent les forces mécaniques et ajustent en conséquence le cytosquelette d’actine permettant ainsi l'assemblage et le maintien des sarcomères. Nous utiliserons à la fois des approches in vitro et in vivo couplées à de la microscopie à haute résolution afin d'analyser la contribution de protéines de liaison à l’actine dans la formation des costamères. Nous testerons la possibilité que la phosphorylation de CHC et DNM2 par les kinases Src et FAK soient les commutateurs moléculaires qui induisent l'assemblage de plaques de clathrine à la membrane, et nous analyserons l’effet de l’étirement et des contractions sur l’abondance de ces plaques. Notre équipe ayant identifié des mutations de DNM2 comme la cause de la myopathie centronucléaire autosomique dominante, nous porterons un intérêt particulier au rôle physiologique de la dynamine dans ce processus. Nous analyserons la contribution de mutants de DNM2 provoquant la myopathie centronucléaire dans la formation des plaques de clathrine et l'intégrité du costamère dans plusieurs modèles expérimentaux incluant des souris DNM2 knock-in/knock-out ainsi que sur des cellules myogéniques issues de patients atteints de CNM.
Cette proposition a pour but d’établir un rôle nouveau, non conventionnel, pour la machinerie de l’endocytose dans la transduction de la force qui peut s’avérer impliqué dans le fonctionnement d’autres tissus. De plus, notre projet permettra une meilleure compréhension de la physiopathologie des CNM et d’autres maladies neuromusculaires pour lesquelles l’intégrité du costamère est compromise mais aussi du cancer ou la fonction d'adhésion est perturbée conduisant à la migration cellulaire aberrante.