Perte de fonction de MBNL et dysfonction de l'unité motrice dans la dystrophie myotonique – Motor-DM

Nous avons développé et caractérisé des modèles murins spécifiques portant une délétion conditionnelle des gènes Mbnl1 et/ou Mbnl2 dans les motoneurones, entraînant l’absence d’expression de ces protéines spécifiquement dans ces cellules, afin d’étudier l’impact de leur perte de fonction dans le système nerveux périphérique.

L’approche expérimentale combinait des analyses physiologiques et moléculaires. Sur le plan physiologique, nous avons évalué la force musculaire, la coordination motrice et la fatigue à l’aide de tests comportementaux spécifiques. Par ailleurs, des analyses histologiques, d’immunomarquages, et de microscopie électronique ont permis d’examiner la morphologie et l’ultrastructure des motoneurones ainsi que celle des jonctions neuromusculaires.

En complément, nous avons réalisé des analyses transcriptomiques à haut débit (RNA-seq) afin d’identifier les altérations moléculaires liées à l’absence d’expression des protéines MBNL dans les motoneurones au sein de la moelle épinière.

Cette stratégie multi-niveaux permet d’établir un lien entre les modifications moléculaires induites par la perte de MBNL dans les motoneurones et les conséquences fonctionnelles observées au niveau musculaire.

Nous avons montré que l’absence des protéines MBNL dans les motoneurones perturbe profondément le métabolisme des ARN, une étape clé dans la régulation de l’expression des gènes. Ce métabolisme inclut notamment des processus comme l’épissage alternatif, qui permet de produire différentes versions d’ARN à partir d’un même gène, essentielles pour le bon fonctionnement des cellules. Nous avons pu montrer que la perte de MBNL dans les MN entraîne des anomalies dans l’expression de nombreux gènes impliqués dans la communication entre les neurones moteurs et les fibres musculaires, compromettant ainsi la transmission du signal nerveux nécessaire à la contraction musculaire.

Ces dysfonctionnements moléculaires s’accompagnent d’une désorganisation significative de la jonction neuromusculaire, observée aussi bien au niveau structural, avec des altérations visibles dans la morphologie des terminaisons nerveuses, qu’au niveau ultra-structural, révélant des anomalies fines dans la synapse entre le motoneurone et le muscle. Cette désorganisation compromet la capacité des motoneurones à transmettre efficacement les signaux moteurs, ce qui se traduit fonctionnellement par une faiblesse musculaire précoce chez les souris modèles.

Les tests comportementaux ont confirmé cette faiblesse, montrant une diminution significative des performances motrices, notamment une réduction de la force musculaire, une coordination altérée. Ces observations indiquent que la perte de fonction des protéines MBNL dans les motoneurones n’affecte pas uniquement les mécanismes moléculaires, mais a des conséquences physiologique importantes sur la motricité.

Dans l’ensemble, ces résultats démontrent que les motoneurones jouent un rôle actif et central dans la physiopathologie musculaire de la dystrophie myotonique de type 1 (DM1). Contrairement à l’idée initiale que cette maladie résulte uniquement de défauts musculaires, notre travail souligne que la dysfonction neuronale, en particulier liée à la perte de fonction des protéines MBNL, contribue directement et significativement aux symptômes moteurs observés chez les patients.

Nos travaux mettent en lumière la contribution du système nerveux périphérique dans la physiopathologie de la dystrophie myotonique de type 1 (DM1), en intégrant le rôle clé des motoneurones dans les troubles moteurs. À l’avenir, il sera essentiel de développer des approches thérapeutiques ciblant non seulement les cellules musculaires, mais aussi les neurones moteurs, afin d’agir plus efficacement sur les symptômes moteurs de la maladie.

Par ailleurs, ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses pour une meilleure compréhension des pathologies liées à des dysfonctionnements de la régulation de l’ARN, en particulier celles impliquant des altérations de l’épissage alternatif. Ils offrent ainsi de nouvelles pistes pour le développement de thérapies innovantes et ciblées.

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie neuromusculaire à gain de fonction de l’ARN due à l’expansion anormale du triplet CTG dans le 3’UTR du gène DMPK. Les ARN mutés s’agrègent dans le noyau et séquestrent les protéines liant l’ARN de la famille MBNL conduisant à de nombreuses anomalies du métabolisme des ARN. L’objectif principal du projet est d’analyser le rôle de l’unité motrice et en particulier la communication entre les neurones moteurs (MN) et le muscle via les jonctions neuromusculaires dans le dysfonctionnement musculaire des patients DM1. L’étude de modèles murins et cellulaires associant le CLIP et le RNAseq, nous permettra d’identifier les cibles moléculaires régulées par MBNL au niveau des MN et de déterminer les conséquences de la déplétion de MBNL dans les MN sur le développement et la fonction de l’unité motrice. Ce projet permettra de comprendre comment la perte de fonction de MBNL dans les MN intervient dans la physiopathologie musculaire de la DM1.