Pysiopathology and therapeutic approaches for TMD and LGMD2J

La titine est une protéine géante exprimée dans les muscles squelettiques et cardiaque. Un certain nombre de mutations pathogéniques ont été identifiées dans son dernier exon codant. La mutation la plus fréquente, FINmaj, conduit au remplacement de 4 acides aminés et est retrouvée chez de nombreux patients en Finlande. Cette mutation cause une dystrophiemusculaire tibiale (TMD) à l‟état hétérozygote et une dystrophie des ceintures de type 2J(LGMD2J) à l‟état homozygote.Pour obtenir une modèle d‟étude de la physiopathologie de ces maladies et évaluer des stratégiesthérapeutiques, nous avons introduit la mutation FINmaj dans le génome murin par une stratégiede Knock-In par recombinaison homologue. Ce modèle a été caractérisé et a permis de montrer qu‟il reproduit en grande partie les symptômes de la TMD et de la LGMD2J aux niveaux histologique et moléculaire. L‟étude de ce modèle murin a permis une meilleure compréhension de la physiopathologie de ces deux maladies et nous amené à étudier plus attentivement les interactions de la titine en C-ter avec ses partenaires afin de mieux comprendre l‟implication de la ligne M dans la vie du sarcomère. L‟ étude de la physiopathologie de la TMD et de la LGM2J a permis de montrer que la calpaïne 3 (une protéase à l‟origine d‟une autre dystrophie des ceintures), jouait un rôle majeur dans laTMD. Cette constatation nous a permis d‟envisager une approche thérapeutique pour cette dernière visant à diminuer les symptômes en régulant négativement la calpaïne 3. Une approche de thérapie génique a aussi été testée dans le but de traiter ces deux pathologies: le trans-épissage des derniers exons de la titine. En effet, étant donné la grande taille de l'ADNc de la titine (~100 kb), des stratégies classiques de transfert de gène n‟étaient pas envisageables. Pour s'affranchir de ce problème, nous avons testé une approche de trans-épissage de l‟ARN pour remplacer le ou les derniers exons du messager de la titine. Nous avons pu ainsi démontrer la faisabilité de la correction de la titine in vitro.Titin is a giant protein expressed in both skeletal muscles and heart. Several pathogenic mutations were identified in its last coding exon. The most frequent mutation commonly referred to as FINmaj, results in the replacement of 4 amino acids and affects a subset of patients in Finland. The mutation causes a Tibial Muscular Dystrophy (TMD) when present on one allele and a Limb Girdle Muscular Dystrophy phenotype 2J (LGMD2J) when present on both alleles.To obtain a model for studying the physiopathology of these diseases and evaluating therapeutic strategies, we introduced the FINmaj mutation in the murine genome by a knock-in strategy by homologous recombination. This model was characterized and showed that it reproduces mainly the symptoms of both the human TMD and LGMD2J at histological and molecular levels.The study of this mouse model has allowed a better understanding of the pathophysiology of these two diseases and we have to study more carefully the interactions beyond titin C-ter with its partners to better understand the involvement of the M line in life of the sarcomere.The study of the pathophysiology of TMD and LGM2J showed that calpain 3 (a protease thatlind to an other limb-girdle muscular dystrophy), played a major role in TMD. This finding allowed us to consider a treatment approach for TMD to reduce symptoms by regulating negatively calpain 3. A gene therapy approach was also tested: the trans-splicing of the last exon of titin.Indeed, given the large size of the cDNA of titin (~ 100 kb), conventional strategies of genetransfer were not envisaged. To overcome this problem, we tested an approach to exchange the last exon or the last exons of the titin messenger. We were able to demonstrate the correction of titin in vitro