Mécanismes de régulation de la quiescence des cellules souches musculaires par la matrice extracellulaire de la niche. – muscleXTRA

Le muscle squelettique est essentiel pour la locomotion, le métabolisme, la thermorégulation ainsi que pour la respiration et la déglutition. Les myopathies, caractérisées par une dégénérescence progressive des cellules musculaires sont généralement incurables. Certaines formes évoluent rapidement conduisant à une fonte musculaire massive mettant la vie du patient en danger. Grâce à leur extraordinaire potentiel de réparation, les cellules souches musculaires (MuSC) ouvrent des perspectives prometteuses en thérapie cellulaire. Dans les muscles sains, les MuSC sont maintenues à l’état quiescent par l’action de facteurs présents dans leur niche. Identifier ces facteurs est un défi majeur et une condition préalable à l'utilisation de MuSC en médecine régénérative. Ces niches sont constituées de composants cellulaires et non cellulaires, comme notamment des facteurs de croissance et la matrice extracellulaire. Nous avons montré récemment que les MuSC fabriquent leur propre niche en sécrétant du collagène de type V (COLV) sous le contrôle de la voie Notch. Le COLV interagit avec les MuSC par en se liant au récepteur de la calcitonine, pour lequel il agit comme un ligand de substitution local. On ne connaît toujours pas le répertoire complet des cibles de Notch et encore moins leur contribution, seules ou combinées, à la construction de la niche des MuSC. Le consortium muscleXTRA a pour objectif de définir l'ensemble du réseau de signalisation dépendant de la voie Notch qui contrôle l’état quiescent des MuSC, avec un focus particulier sur la matrice extracellulaire.
C’est pourquoi notre projet vise à caractériser de façon systématique les nouvelles cibles de Notch en lien avec la myomatrice récemment identifiées dans les cellules musculaires. La fonction de ces gènes candidats sera étudiée en culture cellulaire et in vivo en générant des KO conditionnels utilisant la méthodologie CrispR/Cas9 (objectif 1). En parallèle, la biosynthèse et les partenaires du COLV dans les cellules interstitielles et les MuSC sera analysés par biochimie et microscopie (objectif 2). En s’appuyant sur les résultats déjà obtenus et sur l'expertise complémentaire du consortium, nous fabriquerons des gels 3D incorporant du COLV visant à imiter la niche des MuSC afin de les faire croître et envisager le développement de thérapies cellulaires (objectif 3). Enfin, la capacité du ligand de substitution du CALCR, l’Elcatonine, qui fonctionne en l'absence de COLV, à améliorer ou à restaurer la fonction des MuSC dans un muscle sain et pathologique respectivement sera examinée (objectif 4). Des mutations sur les gènes de collagène V sont la cause moléculaire majeure de l’EDS classique. Dans ce contexte, les MuSC isolées de biopsies de patients atteints du syndrome d'Ehlers-Danlos classique (EDS) seront étudiées. L'hypotonie musculaire observée chez ces patients pourrait être liée à un déficit en MuSC, auquel cas un traitement à base d'Elcatonine pourrait être envisagé.