Analyse in vivo par microscopie à fluorescence de l’expression de la dystrophine dans le muscle et la restauration de son expression dans des lignées murines transgéniques rapportrices normales ou dystrophiques.

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), maladie musculaire héréditaire et fatale la plus fréquente chez l’enfant, est causée par des mutations dans le gène codant la dystrophine et menant à un manque d’expression de cette protéine indispensable au maintien de l’architecture de la fibre musculaire. La dystrophine est exprimée dans les fibres musculaires, tout au long du sarcolemme mais elle est exprimée dans d’autres compartiments que sont les jonctions myotendineuses et neuromusculaires de la fibre ainsi qu’au niveau de la niche des cellules souches musculaires. Nous développons au laboratoire trois types d’outils thérapeutiques pour restaurer l’expression de la dystrophine en interférant au niveau ADN ou ARN. Jusqu’alors la recherche sur la dynamique d’expression et de restauration d’expression de cette protéine était entravée par l’absence d’un modèle animal permettant l’imagerie directe in vivo de la dystrophine dans des conditions normales ou pathologiques dans ces différents compartiments d’expression. Nous avons créé au laboratoire plusieurs lignées murines transgéniques saines et pathologiques. Ces lignées vont nous permettre maintenant d’atteindre plusieurs objectifs : Objectif 1 : Etudier in vivo la stabilité et le turnover de la dystrophine sauvage ou restaurée Objectif 2 : Etudier in vivo la pharmacodynamique de la restauration de l’expression de la dystrophine dans les différents compartiments de son expression par le biais des approches thérapeutiques développées au laboratoire.

Les résultats attendus de ce projet doivent permettre i) de connaître la stabilité de la protéine dystrophine dans la situation contrôle/sain et la situation de protéine restaurée suite au traitement du modèle pathologique, ii) d’affirmer (ou infirmer) que les cellules souches musculaires sont un site cible pour la restauration de la dystrophine dans le contexte pathologique, iii) d’étudier la pharmacocinétique de la restauration de l’expression de la dystrophine dans ses différents sites d’expression en comparant différentes approches thérapeutiques (ciblant l’ADN ou l’ARN). A terme, ces résultats amélioreraient la compréhension de l’expression de la dystrophine manquante aux patients atteints de DMD et permettraient d’améliorer ou prédire les effets des thérapies pour cette maladie.

Dans cette étude, les animaux des lots traités seront soumis à des injections intra-veineuses (une injection par semaine, entre une et quatre semaines, durée 1 minute avec la contention) ou une injection unique intra-musculaire (durée 30 secondes avec la contention), suivi d’une procédure chirurgicale pour l’imagerie intravitale sans réveil sauf pour un petit nombre d’animaux qui seront gardés au plus une journée après la chirurgie. La procédure chirurgicale décrite ici sera conduite sur animal anesthésié àl ‘isoflurane. Un anesthésique local sera injectée en sous-cutanée avant incision des couches derme-épiderme pour exposition du muscle tibial antérieur nécessaire à l’imagerie. Cette procédure sera conduite pour tous les animaux du projet. Cette procédure ne sera conduite qu’une seule fois par animal. La quasi-totalité des animaux sera euthanasiée à la fin de la séance d’imagerie avant réveil et les muscles seront prélevés post-mortem. Un très faible nombre d’animaux sera réveillé pour être gardé une journée supplémentaire. Dans ce cas, un antidouleur sera injecté en sous-cutanée avant réveil. A J+1, les animaux seront euthanasiés avant prélèvement des muscles et isolement des fibres.

Notre recul sur les procédures in vivo nous a démontré qu’il n’y a aucun effet secondaire après administration des traitements envisagés dans ce projet. Par ailleurs, toutes les souris sont euthanasiées avant réveil immédiatement après la séance d’imagerie. Seuls certains animaux seront réveillés après l’imagerie. Des pertes de mobilité peuvent être attendues pour ces animaux après leur réveil dus aux points de suture au niveau du muscle tibial. Toutefois, un antidouleur sera administrée par injection sous-cutanée pour limiter la douleur. Du gel diet sera déposé dans la cage afin de faciliter leur récupération et nutrition tout en sachant que ces animaux ne seront maintenus en vie que pour une journée supplémentaire.

Mise à mort des animaux pour prélévement et analyse des tissus musculaires.

Les modèles murins mdx sont les modèles couramment utilisés pour l’évaluation préclinique de molécules thérapeutiques pour la DMD car eux seuls reproduisent le défaut génétique observé chez les patients, à savoir une mutation dans le gène DMD invalidant la production de protéine fonctionnelle en conditions physiopathologiques. Ainsi, nos lignées transgéniques nous permettront de suivre par fluorescence la protéine dystrophine couplée à l’EGFP, endogène dans le cas d’une souris normale (DmdEGFP) ou la protéine restaurée suite au traitement dans le cas de la souris portant la mutation mdx. D’autres lignées murines nous permettront aussi, grâce au système Cre/Lox, d’induire l’expression du fluorophore tdTomato uniquement dans les cellules souches musculaires.