Cytoskeletal dysfunctions in astrocytes in Myotonic Dystrophy type 1 (DM1) : towards a better understanding of brain pathology

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie génétique et multisystémique causée par l'expansion anormale de triplets CTG dans la région 3'UTR du gène DMPK. Si les atteintes musculaires et cardiaques sont bien connues, les troubles cérébraux constituent une composante majeure, responsables d'altérations cognitives, émotionnelles et comportementales. La physiopathologie de la DM1 résulte de l'accumulation d'ARN mutés contenant des répétitions CUG qui, en formant des foci nucléaires, séquestrent les protéines MBNL et entraînent des perturbations étendues du traitement post-transcriptionnel des ARN, notamment l'épissage alternatif. Dans le cerveau, cette toxicité de l'ARN affecte non seulement les neurones, mais aussi les cellules gliales, dont le rôle est crucial pour la plasticité synaptique et l'homéostasie cérébrale. L'objectif de cette thèse était de mieux comprendre la contribution des cellules gliales à la physiopathologie cérébrale de la DM1. Pour cela, nous avons combiné des approches transcriptomiques, morphologiques et fonctionnelles dans le modèle murin DMSXL, qui montre une régulation spatio-temporelle de l'expression d'un transgène humain DMPK, porteur de plus de 1000 répétitions CTG. Les travaux ont intégré des analyses sur cultures primaires d'astrocytes et d'oligodendrocytes, des tissus cérébraux murins et humains, ainsi que des approches d'imagerie et de modélisation in silico. Les premiers résultats ont révélé une atteinte marquée des astrocytes DMSXL, caractérisée par une réduction de la complexité morphologique, une perte de polarité et une désorganisation du cytosquelette d'actine. Ces anomalies s'accompagnent d'une dérégulation de l'épissage alternatif touchant plusieurs gènes liés à la morphogenèse et à l'adhésion cellulaire. Parmi eux, Wasf3 s'est révélé particulièrement affecté par la perturbation de deux exons mutuellement exclusifs, aboutissant à la production d'une isoforme atypique dans les astrocytes DMSXL. Les analyses in silico ont suggéré que la protéine codée par cette isoforme présente des modifications conformationnelles et des sites de phosphorylation supplémentaires susceptibles d'altérer la régulation de l'actine et la formation des structures d'adhésion. Les données suggèrent un lien entre la splicéopathie dépendante de MBNL, la désorganisation du cytosquelette et les altérations morphologiques des astrocytes. Parallèlement, l'étude de la glycoprotéine d'adhésion NCAM1, impliquée dans les interactions intercellulaires et la plasticité synaptique, a révélé des anomalies d'expression et d'épissage dans les astrocytes et le cortex des souris DMSXL, susceptibles de contribuer aux défauts de neurotransmission. L'analyse des oligodendrocytes a mis en évidence une hypomyélinisation transitoire du corps calleux et un retard de différenciation, liés aussi à des anomalies d'épissage similaires, suggérant une perturbation commune du programme de maturation gliale. Enfin, la mise au point de protocoles de vidéomicroscopie a permis de suivre la dynamique du cytosquelette d'actine dans les astrocytes vivants, ouvrant la voie à des analyses fonctionnelles fines et à l'évaluation de stratégies correctrices. Dans leur ensemble, ces travaux démontrent que la pathologie cérébrale de la DM1 comporte une forte composante gliale, dans laquelle la désorganisation du cytosquelette d'actine, les défauts d'épissage et la dérégulation des processus d'adhésion constituent des mécanismes centraux. Ils proposent une vision intégrée de la DM1 comme pathologie neurogliale et non exclusivement neuronale, et soulignent la nécessité de développer des approches thérapeutiques ciblant à la fois les neurones et les cellules gliales. Ils ouvrent aussi la voie à de nouvelles approches expérimentales, notamment l'utilisation de modèles murins inductibles, permettant d'examiner de manière spécifique la contribution respective des différents types cellulaires à la pathogénie cérébrale de la DM1.