Étude du rôle de RhoA dans la plasticité du muscle squelettique

Le muscle squelettique adulte est un tissu plastique composé de myofibres plurinuclées et de cellules souches (CS) localisées sous la lame basale. A l'état basal, les CS sont quiescentes. En réponse à différents stimuli, elles s'activent, prolifèrent, se différencient et fusionnent entre elles pour former de nouvelles myofibres (régénération) ou avec des fibres en croissance (hypertrophie). Enfin les CS s'autorenouvellent afin de maintenir le pool de cellules souches. Le but de mon projet est d'identifier les voies de signalisation qui contrôlent la plasticité du muscle. Mon projet de thèse se focalise sur l'étude de la GTPase RhoA qui est importante pour le réarrangement du cytosquelette d'actine et pour la différenciation de lignées de myoblastes. Afin de caractériser le rôle de RhoA dans le muscle adulte in vivo, nous avons développé deux modèles murins permettant la délétion conditionnelle et inductible de RhoA dans les myofibres (HSA-CREert2:RhoAfx/fx) ou dans les CS (Pax7-CREert2:RhoAfx/fx). Différentes approches, telles que le régénération et l'hypertrophie compensatoire, ont été utilisées pour perturber l'homéostasie du muscle. Mes résultats montrent que RhoA dans les myofibres est requis pour l'hypertrophie correcte du muscle. Cette croissance altérée est accompagnée par une diminution de la fusion de CS contrôles aux fibres mutantes en croissance. Les métalloproteases MMPs dont l'expression est diminuée chez les mutants et qui sont des régulateurs de la matrice extracellulaire pourraient participer à ce phénotype. D'autre part, l'absence de RhoA dans les CS perturbe la régénération musculaire en interférant avec la fusion des CS. Ce défaut de fusion a été confirmé sur des cultures primaires de CS qui seront utilisées pour préciser les mécanismes sous jacents impliqués. L'ensemble de mes résultats devrait permettre une meilleure compréhension du rôle de RhoA dans la plasticité du muscle.RhoA protein regulates plethora of functions such cell motility, cell cycle and cell adhesion through the increase of myosin phosphorylation and reorganization of actin cytoskeleton. One of the transcription factor mediating RhoA transcriptional outputs is Serum Response Factor (Srf) that has been shown to be required for the control of muscle mass in response to mechanical demand. In differentiated muscle cells, cyclic mechanical stretch augmented RhoA activity and mechanical overload in vivo augmented RhoA expression while muscle disuse decreased it. To decipher the role played by RhoA in muscle fibers in vivo, we have generated a mouse line allowing the conditional and inducible deletion of RhoA within adult myofibers When we induced compensatory hypertrophy of the plantaris muscles, we observed that the absence of RhoA in the myofibers prevented an optimal response to the overload. Importantly, global protein synthesis rates were not affected (SUnSET). Furthermore SCs (expressing RhoA) fusion to the growing fibers was significant reduced as compared to controls 1 and 3 weeks after overload. We evidenced that the most downregulated genes in overloaded mutant muscles as compared to controls are involved in extracellular matrix remodelling, like Mmp9/13. We showed that their decreased expression in mutants is associated with un-degraded ECM matrix and fibrillar collagen disorganization and that the inhibition of Mmps activity affected muscle growth by inhibiting SC recruitment and thus phenocopying RhoA mutants. In addition, we showed that the expression of potent chemo-attracting chemokines (Cx3Cl1 and Ccl3) is reduced in mutants upon hypertrophy and is associated with diminution of macrophage infiltration which functional necessity was demonstrated by depletion experiments