Étude des voies de signalisation MAPK et PI3K/Akt dans deux modèles animaux de la dystrophie musculaire de Duchenne (la souris mdx et le chien GRMD)

Abstract

Bien que l origine de la dystrophie musculaire de Duchenne soit connue, des mutations dans le gène DMD aboutissant à l absence de dystrophine, les mécanismes globaux définissant la pathogénie ne sont toujours pas élucidés. L implication d un dérèglement des voies de signalisation a été suggéré et nous souhaitions utiliser la technologie des puces à anticorps pour obtenir une vision globale des modulations affectant les voies MAPK et PI3K/Akt dans le muscle dystrophique. Après une première étude chez la souris mdx, les travaux ont été poursuivis sur le modèle du chien GRMD qui, de part sa physio-pathologie extrêmement proche de celle de l homme, nous paraissait plus adapté. La comparaison du profil de phosphorylation de 19 kinases dans les muscles sain et GRMD révèle que Akt1, ses cibles directes et indirectes GSK3b et p70S6K, ainsi que les MAPK ERK1/2, p38d et p38g présentent toutes une phosphorylation réduite dans le muscle GRMD. Les tests d activité enzymatique montrent que le défaut de phosphorylation des kinases de la voie PI3K/Akt détecté est associé à une activité réduite pour Akt et augmentée pour GSK3b (corrélé par une sur-expression de la kinase). Des expériences de western blot et des tests enzymatiques révèlent une augmentation de l expression et de l activité de la phosphatase PTEN, alors que les expériences de double marquage immunologique montrent la présence dans le muscle GRMD de fibres PTEN/GSK3b-positives et ce, à plusieurs stades. L ensemble de ces travaux suggère que l activation de PTEN dans le muscle dystrophique pourrait empêcher l hypertrophie compensatoire régulée par la voie PI3K/Akt et aggraver les conséquences de l absence de dystrophineAlthough the origin of Duchenne muscular dystrophy is known, mutations in the DMD gene leading to the absence of dystrophin, the global mechanisms defining the pathogenesis are not yet understood. The implication of signaling pathway deregulation has been suggested and we wanted to take advantage of the antibody array technology to obtain a global overview of the modulations affecting the MAPK and PI3K/Akt pathways in dystrophic muscle. After a first study in the mdx mouse model, the work has been carried out in the GRMD dog that, thanks to its pathophysiology extremely close to that of human patients, appeared more pertinent to this study. The comparison of the phosphorylation profile of 19 different kinases between healthy and GRMD skeletal muscles reveale that Akt1, its direct and indirect targets GSK3b and p70S6K, along with the MAPK ERK1/2, p38d and p38g, all exhibit a reduced phosphorylation level in GRMD muscle. Enzymatic assays show that the phosphorylation defect of the PI3K/Akt pathway kinases detected in GRMD muscle is associated with decreased Akt and increased GSK3b activity (corroborated by an over-expression of the kinase). Western immunoblot experiments and enzymatic assays reveal increased expression and activity of the PTEN phosphatase, whereas immunohistochemcal double staining experiments show the presence in GRMD muscle sections of PTEN/GSK3b-positive fibers, and this at different stages of the disease. Taken together, these results suggest that PTEN activation in dystrophic muscle could prevent the compensatory hypertrophy response that is regulated by the PI3K/Akt pathway, and exacerbate the consequences of the absence of dystrophinNANTES-BU Sciences (441092104) / SudocSudocFranceF