Myopathie de Duchenne: des fonctions inattendues pour la dystrophine
Publié par Adrien le 16/03/2020 à 09:00
Source: CNRS INSB
Chez l'Homme le gène de la dystrophine est tristement célèbre car sa mutation est responsable des myopathies de Duchenne et de Beker. En collaboration avec une équipe de Chicago, les scientifiques ont étudié le rôle de cette dystrophine dans des cellules non musculaires de drosophile. Ces résultats, publiés dans la revue Development, éclairent d'un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) nouveau ce que peuvent être les fonctions de la dystrophine à une échelle moléculaire et cellulaire et ouvrent des perspectives intéressantes pour mieux comprendre son implication dans les myopathies.


Figure: la dystrophine permet le dépôt de fibrilles de matrice puis d'orienter de manière identique les fibres d'actine dans toutes les cellules. Les fibrilles de matrice servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) de guide plusieurs jours après leur dépostions pour l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) des fibres d'actine qui sont les acteurs mécaniques de l'élongation du follicule.

Le monde (Le mot monde peut désigner :) du vivant arbore une infinie diversité de formes à l'échelle des organismes entiers et cette diversité participe à notre émerveillement pour la nature. Néanmoins, l'existence de cette diversité ne repose pas sur des critères esthétiques mais bien sur des contraintes fonctionnelles. Il en va ainsi du cou (Le cou est la région du corps qui est située entre la tête et le reste du corps (torse ou tronc).) de la girafe (La girafe (Giraffa camelopardalis) est une espèce de mammifère ongulé artiodactyle et ruminant, originaire des savanes africaines et répandue du Tchad jusqu'en Afrique du...), pour atteindre les feuilles les plus hautes. La même diversité de formes, reposant sur les mêmes contraintes fonctionnelles, existe aussi à l'échelle de nos organes. Par exemple, l'arborescence de nos poumons maximise la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) d'échange entre l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) et le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est doté...) pour faciliter les échanges gazeux. Il est donc important de comprendre comment nos gènes sculptent ces organes en une forme spécifique (morphogenèse).

Les scientifiques ont utilisé les cellules folliculaires des ovaires de drosophile comme modèle d'épithélium in vivo. Cet épithélium possède une morphologie très similaire aux épithéliums de mammifères. Anatomiquement, il entoure la lignée de cellules germinales au sein de l'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais...) reproducteur, l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude...) des cellules folliculaires et germinales constituant le follicule ovarien, précurseur du futur oeuf. L'élongation du follicule ovarien, qui passe progressivement au cours de sa maturation d'une forme sphérique à une forme allongée, est engendrée par l'épithélium folliculaire et constitue donc un bon modèle pour comprendre le rôle de la matrice extracellulaire dans la morphogenèse.

Le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également définir un...) codant la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par...) dystrophine est muté dans les myopathies de Duchenne et de Beker, maladies dégénératives à la fois fréquentes et extrêmement graves. La dystrophine est une protéine géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la séquence...) qui relie le cytosquelette d'actine au dystroglycane, protéine transmembranaire qui se lie à la matrice extracellulaire. Il est couramment proposé que la principale fonction de la dystrophine est d'assurer une cohésion mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...) entre le cytosquelette des cellules et la matrice et que son absence expliquerait la dégénérescence des muscles induites par les contractions.

Les chercheurs ont montré chez la drosophile que la dystrophine possédait des fonctions plus complexes lors de l'élongation du follicule ovarien. D'une part, elle est nécessaire à l'organisation (Une organisation est) correcte de la matrice extracellulaire et plus particulièrement à la formation de fibrilles orientées perpendiculairement à l'axe d'élongation ce qui révèle un nouveau rôle dans le ciblage de la sécrétion des protéines qui constituent ces fibrilles. D'autre part, plus tard au cours du développement du follicule, la dystrophine est aussi requise pour orienter des fibres d'actine de manière identique dans toutes les cellules. Ces fibres d'actine forment un corset moléculaire qui contraint la croissance du follicule dans un axe et provoque donc son élongation dans l'autre axe. De plus, nous avons montré que les fibrilles de matrice orientées servaient de guide pour l'orientation des fibres d'actine.

Ces résultats obtenus en collaboration avec l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Chicago (Chicago est une mégapole des États-Unis, située dans la partie nord du Middle West, à 1 280 kilomètres à l'ouest de New York et à plus de 3 200 kilomètres au nord-est de Los Angeles....) montrent donc que la dystrophine n'agit comme une simple "colle (Une colle ou la glu est un produit de nature liquide ou gélatineuse servant à lier des pièces entre elles. Ces pièces peuvent être de même nature ou...)" entre le cytosquelette d'actine et la matrice extracellulaire mais comme un organisateur de l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir...) cellule/matrice. La mise en évidence de ces fonctions organisatrices dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut...) de l'élongation du follicule ovarien pourrait permettre de mieux comprendre son rôle dans les cellules musculaires et son implication dans les myopathies.

Pour en savoir plus

Oriented basement membrane fibrils provide a memory for F-actin planar polarization via the Dystrophin-Dystroglycan complex during tissue elongation.
Cerqueira Campos F, Dennis, Alégot H, Fritsch C, Isabella A, Pouchin P, Bardot, Horne-Badovinac S, Mirouse V.
Development 11 mars 2020. doi: 10.1242/dev.186957

Laboratoire

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