Identification of the molecular and cellular pathways altered in the X-liked centronuclear myopathy (XLCNM)
Identification des voies moléculaires et cellulaires altérées dans la myopathie centronucléaire liée au chromosome X (XLCNM)
Résumé
Centronuclear myopathies (CNM) are highly disabling muscle diseases, characterized by generalized muscle weakness and altered myofibres intracellular organization, including nuclei centralization. X-linked CNM (XLCNM), caused by mutations in the MTM1 gene coding for myotubularin, is the most severe form. To date, the pathophysiological mechanisms of XLCNM are poorly elucidated. During my thesis, I studied the molecular and cellular pathways that cause XLCNM in cellular and animal models. I identified an alteration of the TIAM-RAC1-actin pathway, with a reduction in the levels of TIAM1, a RAC1 Guanine nucleotide Exchange Factor (GEF), and a reduction of the RAC1 activity in muscles from Mtm1-/y mice, a faithful model of XLCNM. Actin dynamics were altered, with an increase in the G/F actin ratio in muscles, and a reduction in the number of perinuclear actin cables in the Mtm1-/y primary myoblasts. In addition, I revealed defects in paxillin expression, indicating defects in focal adhesions, altered YAP/TAZ-mediated mechanotransduction, and defects in nuclei localization in Mtm1-/y primary myotubes. In addition, reduction of TIAM1 expression or inhibition of RAC1 activity mimic the XLCNM cellular phenotypes. Moreover, suppression of TIAM1 in mice mimics motor defects associated with XLCNM and aggravates the motor and histological phenotypes of Mtm1-/y mice. My thesis results suggest the alteration of the TIAM-RAC1-actin pathway as a primary cause of XLCNM and Alteration in this pathway may represent a common pathomechanism in the other CNMs.
Les myopathies centronucléaires (CNM) sont des maladies musculaires très invalidantes, caractérisées par une faiblesse musculaire généralisée et par une altération de l’organisation intracellulaire des myofibres, avec une centralisation des noyaux. La CNM liée à l’X (XLCNM), causée par les mutations du gène MTM1 codant pour la myotubularine, est la forme la plus sévère. À ce jour, les mécanismes physiopathologiques de la XLCNM sont très peu élucidés. Durant ma thèse, j’ai étudié les voies moléculaires et cellulaires à l’origine de la XLCNM dans les modèles cellulaires et animaux. J’ai pu identifier une altération de la voie TIAM-RAC1-actine, avec notamment une réduction des niveaux de TIAM1, un facteur d’échange de nucléotide guanylique de la GTPase RAC1, et de l’activité de RAC1 dans les muscles des souris Mtm1-/y, un modèle fidèle de la XLCNM. La dynamique de l’actine était altérée, avec une augmentation du ratio de l’actine G/F dans les muscles, et une réduction du nombre de câbles d’actine périnucléaire dans les myoblastes des souris Mtm1-/y. De plus, j’ai révélé des défauts d’expression de la paxilline, indiquant des défauts des adhésions focales, d’une altération de la mécanotransduction médiée par YAP/TAZ, additionnées de défauts de localisation des noyaux de myotubes Mtm1-/y en différenciation. Par ailleurs, la réduction de l’expression de TIAM1 ou l’inhibition de RAC1 reproduisent les phénotypes cellulaires associés à la XLCNM. La suppression de TIAM1 dans les souris reproduit des défauts moteurs associés à la XLCNM et aggravent les phénotypes moteurs et histologiques des souris Mtm1-/y. Les résultats de ma thèse suggèrent l’altération de la voie TIAM-RAC1-actine comme cause primaire de la XLCNM et l'altération de cette voie pourrait représenter un mécanisme physiopathologique commun aux autres CNMs.
Origine : Version validée par le jury (STAR)