Résumé: L’expression des gènes modifiés contribue à l’initiation et la progression du cancer. Malheureusement, les recherches actuelles s’attardent essentiellement à l’expression globale des gènes sans tenir compte des différentes isoformes des ARNm résultant de l’épissage alternatif, codant potentiellement pour des protéines de fonctions différentes. En effet, la haute similitude et la complexité des isoformes ARNm rendent la discrimination des isoformes laborieuse, raisons pour lesquelles l’épissage alternatif est historiquement étudié gène par gène. C’est la raison pour laquelle nous avons développé une méthodologie à haut débit pour la quantification des isoformes d’ARNm. Basé sur cette technique, cette Thèse présente une série d’évidences qui appuie l’hypoThèse selon laquelle certaines isoformes d’ARNm sont nécessaires à la tumorigénèse. Précédemment, des études bioinformatiques à grande échelle ainsi que des validations expérimentales à petite échelle ont révélé la présence d’isoformes spécifiques à certains types de cancers. Toutefois, ces conclusions ont été tirées à partir de tumeurs dont le contenu cellulaire est hétérogène. Or, il est bien connu que les niveaux des isoformes d’ARNm diffèrent largement en fonction du type cellulaire et il est possible que les différences observées dans des tumeurs entières soient des artéfacts résultant de la complexité cellulaire des tissus comparés. En nous basant sur le cancer de l’ovaire comme modèle, nos préparations homogènes de différents types cellulaires nous ont permis de révéler la présence d’isoformes associées au cancer indépendamment de l’hétérogénéité des tumeurs. Étonnamment, les changements les plus intéressants ne se retrouvent pas dans les cellules cancéreuses à proprement dites, mais dans les cellules "normales" en bordure de la tumeur. Notre analyse des facteurs de régulation de ces isoformes nous a permis d’affirmer que ces changements ne sont pas dûs à un dérèglement anarchique des cellules cancéreuses, mais découlent plutôt d’un programme destiné à avantager les cellules cancéreuses. Pour évaluer la fonction des isoformes d’ARNm, nous avons généralisé des outils moléculaires permettant de reprogrammer spécifiquement l’expression d’isoformes de gènes cible dans des lignées cellulaires cancéreuses. Ainsi, le criblage systématique d'isoformes d’ARNm de gènes cibles associés au cancer a permis de révéler leur caractère pro-cancer dans des essais in vitro. L'ensemble de ces travaux démontrent la contribution des isoformes d’épissage dans le développement des tumeurs solides. // Abstract: Cancer cells modify their gene expression pattern to promote tumor growth. Unfortunately, current research focuses almost exclusively on global gene expression changes, without taking into account the fact that the majority of genes produce multiple alternative splicing variants, which potentially code for proteins of different functions In fact, the main reason splicing isoforms are still studied on a gene by gene basis is because the high sequence similarity and complexity of mRNA isoforms make it very difficult to detect and quantify them. To overcome this difficulty, we developed a high-throughput methodology to accurately quantify splicing isoforms. This methodology has been applied in this thesis to generate evidence supporting a causal role for splicing isoforrns in the tumorigenesis of solid tumors. A few years ago, genome-wide bioinformatics predictions, and some experimental validations in human tissues, suggested the existence of cancer-specific splicing isoforms. However, these conclusions may be simply explained by the cellular heterogeneity of tumor. In fact, it is well established that alternative splicing is a cell type-specific process. To address this, we microdissected cancer tissues and demonstrated that some splicing isoforms are truly cancer-associated and independent of tumor cell type content. Surprisingly, the most interesting changes were found in the "normal" stromal cells surrounding the tumor and not within the cancer cells. Our analysis of splicing-factor expression changes using the same tissue set allowed us to confirm that these splicing shifts were not a random process, but rather part of a defined splicing program promoting tumor development. To evaluate the functional contribution of splicing isoforms, we developed molecular tools that modulate splicing of endogenous targets in cancer cell lines. We used these tools to decipher the pro-cancer properties of cancer-associated splicing isoforms using in vitro assays. Overall, this work demonstrated the contribution of splicing isoforms in solid tumor development.

Chez Arabidopsis thaliana, les gènes d'ARNr 5S sont transcrits par l'ARN polymérase III qui fait intervenir plusieurs facteurs de transcription dont TFIIIA qui reconnaît spécifiquement le promoteur interne de ces gènes et permet ainsi le recrutement de l'ensemble du complexe de transcription. Le gène TFIIIA est composé de sept exons dont le troisième, résultant de l'exonisation d'une molécule d'ARNr 5S, est épissé de façon alternative produisant ainsi deux transcrits. Le transcrit ES, qui ne contient pas cet exon, code pour la protéine TFIIIA pleine longueur et fonctionnelle. Le transcrit EI, dans lequel l'exon " 5S-like " est maintenu, est reconnu et dégradé par la voie NMD (Non-Mediated Decay). L'exon " 5S-like " a, en effet, la particularité de contenir un codon stop prémature qui en fait une cible de la voie NMD. Lors de l'étude de l'expression des transcrits ES et EI ainsi que celle de l'accumulation de la protéine TFIIIA au cours du développement, nous avons montré que le taux de la protéine TFIIIA fonctionnelle est soumis à plusieurs niveaux de régulation. En effet, la production de la protéine TFIIIA pleine longueur est le résultat de la synthèse du transcrit ES et de sa traduction mais également de l'efficacité du clivage protéolytique de la protéine. Lors de la maturation de la graine, l'accumulation croissante de protéine TFIIIA résulte d'une augmentation des quantités de transcrits ES couplée à une diminution du clivage protéolytique. Dans les premiers jours du développement, la protéine TFIIIA n'est détectée qu'après le 4ème jour, suite à la diminution du clivage. Sa présence est corrélée au remodelage de la chromatine de l'ADNr 5S. La combinaison de ces deux mécanismes permet ainsi la production de TFIIIA et de son produit de transcription l'ARNr 5S en fonction des besoins de la plante.

Des mutations du gène codant la serine-thréonine kinase WNK1 sont responsables de l'Hypertension Hyperkaliémique Familiale (HHF), une forme rare d'hypertension associée à une hyperkaliémie et une acidose métabolique hyperchlorémique. WNK1 donne naissance à une isoforme ubiquitaire, L-WNK1, et à une isoforme dépourvue de domaine kinase fonctionnel et exprimée exclusivement dans le néphron, KS-WNK1. Plusieurs autres isoformes sont générées par un mécanisme d'épissage alternatif mais n'ont jamais été étudiées en détail. Nous avons tout d'abord établi une description exhaustive de l'ensemble des isoformes de WNK1 et quantifié leurs niveaux d'expression respectifs dans un panel de tissus humains et murins ainsi que dans les différents segments du néphron. Nous avons ainsi montré que 9 exons de WNK1 sont soumis à épissage alternatif, ce de manière tissu-spécifique. Dans un second temps, afin de comprendre la physiopathologie de l'HHF, et de ce fait le rôle de WNK1 dans la régulation de la pression artérielle et de l'homéostasie ionique, nous avons généré des souris WNK1+/FHHt, porteuses d'une délétion du premier intron de WNK1, donc de la mutation HHF humaine. Les souris ont une pression artérielle augmentée, une hyperkaliémie et une acidose métabolique hyperchlorémique. Nous avons montré que ce phénotype provient d'une activation du co-transporteur sodium-chlore NCC secondaire à la surexpression de L-WNK1 dans le néphron distal. En conclusion, ce travail a permis d'établir une description détaillée de toutes les isoformes de WNK1 et de leur profil d'expression et de mieux comprendre la physiopathologie de l'HHF par mutation de WNK1

L’épissage alternatif et l’export nucléaire de l’ARN pré-génomique 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur (CaMV) ont fait l’objet de peu d’études. Quatre isoformes épissées de l’ARN 35S ont déjà été décrites. Nos résultats montrent que l’épissage alternatif est plus complexe vu que plus d’une douzaine d’isoformes d’ARN 35S sont générées par ce mécanisme. Ce processus ne semble pas avoir pour fonction d’augmenter la complexité du protéome viral. Le rôle de l’épissage alternatif apparait encore difficile à appréhender puisque l’inactivation des sites d’épissage est systématiquement contrecarrée par l’utilisation de sites cryptiques. Pour maintenir l’intégrité du génome viral, des molécules d’ARN 35S préservées de l’épissage sont exportées vers le cytoplasme. L’essentiel de nos travaux sur ce sujet a porté sur le développement d’approches destinées à l’étude de la voie d’export nucléaire de l’ARN 35S, et des séquences et protéines virales potentiellement impliquées dans ce processus. / Alternative splicing and nuclear export of the pregenomic 35S RNA are two steps of the infectious cycle of Cauliflower mosaic virus (CaMV) that are poorly understood. Four 35S RNA spliced isoforms were described in previous reports. Our results show that at least twelve spliced 35S RNA isoforms are generated upon infection. Alternative splicing is important for CaMV infectivity but apparently, it does not expand CaMV proteome. Its role is difficult to assess because inactivation of splice donor or acceptor sites is constantly rescued by the use of cryptic sites. In order to maintain CaMV genomic integrity, unspliced 35S RNA must be exported to the cytoplasm. Our work has been mainly focused on developing experimental tools dedicated to study the 35S RNA nuclear export pathway as well as viral sequences and proteins potentially involved in this process.

Parmi les nombreuses perturbations participant à l'hétérogénéité bioclinique des leucémies aiguës myéloïdes (LAM), les anomalies d'épissage ont récemment pu être identifiées grâce au développement des techniques de microarray et du séquençage à haut débit. Après une revue bibliographique abordant les possible mécanismes et conséquences des perturbation de l'épissage dans les LAM, nous avons dans un deuxième article, analysé les patrons d'épissage associés à l'expression d'oncogènes connus pour interférer avec le splicéosome, l'ARN et la chromatine, ainsi qu'à la résistance aux principales drogues utilisées dans la prise en charge des LAM. Nos résultats identifient des signatures spécifiques et originales, de nombreux évènements concernant des gènes non dérégulés au plan transcriptionnel. Parmi ces perturbation nous avons, dans une troisième étude, évalué l'impact clinique d'une perturbation d'épissage de l'ARN messager de TET2. Les résultats montrent que l'exclusion de l'exon 2 de TET2 défini un facteur pronostic indépendant chez les malades traités par chimiothérapie intensive, en particulier chez les patients au caryotype normal. La dernière étude aborde l'impact des anomalies d‘épissage du transporteur ABCA3 identifiées dans les LAM. In vitro nous trouvons que l'exclusion de l'exon 19 d'ABCA3 favorise la résistance à la daunorubicine et au VP16. Paradoxalement, alors que la résistance liée à cette exclusion d'exon dépasse significativement celle liée à l'expression de la forme sauvage d'ABCA3, l'effet de l'isoforme sans exon 19 sur la rétention cellulaire de daunorubicine apparaît significativement inférieur à celui de l'ABCA3 sauvage. Au plan bioclinique, l'exclusion de l'exon 19 d'ABCA3 réduit les chances de rémission et défini un facteur pronostic indépendant chez les malades traités par chimiothérapie intensive, en particulier chez les patients au caryotype normal / Approximately one-third of expressed genes are misspliced in AML, opening the possibility that additional factors than splicing factor mutations might cause RNA missplicing in these diseases. We performed exon-array analysis and exon-specific PCR (ESPCR) to identify specific landscapes of exon expression that are associated with DEK and WT1 oncogene expression and the resistance of AML cells to AraC, doxorubicin or azacitidine. More than 70% of AEUs identified by exon-array were technically validated through ESPCR. In vitro, 1,130 to 5,868 exon events distinguished the 5 conditions from their respective controls while in vivo 6,560 and 9,378 events distinguished chemosensitive and chemoresistant AML, respectively, from normal bone marrow. Whatever the cause of this effect, 30 to 80% of mis-spliced mRNAs involved genes unmodified at the whole transcriptional level. These AEUs unmasked new functional pathways that are distinct from those generated by transcriptional deregulation. Having identified aberrant TET2 exon 2 and ABCA3 exon 19 expression in, we tested their prognostic impact In a discovery cohort (n=99), TET2 exon 2 skipping (TET2E2S) was found positively associated with a significant reduction in the cumulative incidence of relapse (CIR). Age, cytogenetics, and TET2E2S were independent prognostic factors for disease-free survival (DFS), and favorable effects on outcomes predominated in cytogenetic normal (CN)-AML and younger patients. Using the same cutoff in a validation cohort of 86 CN-AML patients, TET2E2Shigh patients exhibited a significantly lower CIR (p<10-4). TET2E2S and FLT3-ITD, but not age or NPM1 mutation status were independent prognostic factors for DFS and eventfree survival (EFS), while TET2E2S was the sole prognostic factor that we identified for overall survival (OS). In both the intermediate-1 and favorable ELN genetic categories, TET2E2S remained significantly associated with prolonged survival. Regarding ABCA3, we found that skipping of exon 19 (A3S19) triggered resistance to daunorubicine and VP16 in vitro. However such skipping did not significantly modify drug efflux, when compared with wild-type ABCA3. At the clinical level, A3S19 was found negatively correlated with response to IC, OS, DFS, and EFS, independently of age, cytogenetics, FLT3-ITD, and NPM1 mutation. AS19 improved the European LeukemiaNet Risk Classification of AML whereas it possessed no prognostic impact in patients unfit for IC

Le cancer colorectal est la deuxième cause de décès par le cancer en Amérique du Nord. Il a été démontré que l’intégrine α6β4 est surexprimée dans les tumeurs primaires colorectales et qu’elle a un rôle protumoral. Toutefois, deux variants d’épissage alternatif existe pour la sous-unité intégrine α6 soit, α6A et α6B. Ils possèdent des domaines cytoplasmiques différents laissant croire qu’ils ont également des fonctions différentes. De plus, dans le cancer colorectal humain, une augmentation du ratio des variants α6A/α6B est observée, suggérant ainsi que le variant α6A participerait à la fonction protumorale de l’intégrine α6β4. Toutefois, le rôle précis du variant α6A et sa régulation dans le cancer colorectal humain demeurent inconnus. Les travaux de recherche de cette thèse visent à identifier le rôle du variant α6A dans la carcinogenèse colorectale humaine, en plus de comprendre la régulation de son expression. Dans un premier temps, mes expériences ont confirmé qu’une augmentation du variant α6A est responsable de la surexpression de la sous-unité α6 observée dans le cancer colorectal humain. L’abolition spécifique de ce variant par shARN dans les cellules cancéreuses colorectales humaines a entrainée un ralentissement de la prolifération cellulaire, démontré par les expériences de croissance cellulaire et d’incorporation de BrdU. De plus, cette réduction de la prolifération cellulaire est accompagnée d’une répression importante de la voie Wnt/β-caténine, visualisée par la baisse de la β-caténine active, de sa localisation nucléaire et de son activité transcriptionnelle. La suppression du variant α6A dans les cellules cancéreuses colorectales humaines diminue leur capacité à développer des tumeurs en xénogreffe. Les analyses supplémentaires du mécanisme ont permis de constater que le variant α6A régule la voie Wnt/β-caténine par la dégradation autophagique de la protéine DVL2. De plus, la protéine PRICKLE1, un important médiateur de l’ubiquitination et la dégradation de DVL2, est augmentée par la suppression du variant α6A. Par ailleurs, une forte corrélation positive entre l’expression du variant α6A et MYC a été observée in vitro et in vivo. Mes travaux ont révélé que MYC contrôle l’expression du promoteur de la sous-unité α6 et qu’il favorise l’épissage de l’exon 25. Conséquemment, MYC régulerait l’expression du variant α6A par les facteurs d’épissage ESRP2 et HNRNPA2B1. Ces découvertes démontrent le potentiel de l’utilisation du variant α6A et de son mécanisme comme cible thérapeutique et outil diagnostique.

La protéine MLN51, surexprimée dans environ 30% des cancers du sein, est un facteur clé du métabolisme des ARNm, en tant que membre du complexe de jonction des exons (EJC). Ce graffiti moléculaire est un régulateur essentiel de l’expression génique de par son implication dans l’épissage, l’export, la traduction, la stabilité et la dégradation des ARNm. A l’échelle structurale, l’EJC est organisé autour d’un coeur protéique avec l’hélicase eIF4A3, MLN51 et l’hétérodimère Magoh/Y14. Ce tétramère sert de plateforme d’ancrage à d’autres facteurs périphériques. Les mécanismes de recrutement du coeur EJC sur l’ARNm ont été élucidés par des approches biochimiques. Dans ce contexte, nous avons initié un travail original destiné à mettre en évidence la localisation cellulaire de l’assemblage du coeur EJC in vivo. L’utilisation de techniques d’imagerie photonique et électronique a permis d’établir un lien véritable entre la localisation du coeur EJC et l’architecture nucléaire. Nous avons montré que la plupart des facteurs EJC sont localisés et interagissent à la périphérie des speckles nucléaires, lieux de stockage des facteurs d’épissage. Ces régions discrètes nucléaires ont été appelées «perispeckles» et sont des entités distinctes des speckles. De manière intéressante, la localisation des protéines coeur coïncide avec celle des ARNm dans les perispeckles et est spatialement reliée aux sites transcriptionnels. Ces données démontrent que l’assemblage du coeur EJC a lieu dans le compartiment nucléaire et définissent le perispeckle comme un territoire intermédiaire entre les speckles nucléaires et sites de transcription où s’opèrent des évènements post-transcriptionnels fondamentaux. / The MLN51 protein, overexpressed in around 30% of breast cancers, is a key factor for mRNA metabolism, as a member of the Exon Junction Complex (EJC). The EJC marks the splicing history of an mRNA and influences many stages of its subsequent metabolism: splicing, dynamic cytoplasmic export, efficient and localized translation, quality-control and stability. Structurally, the EJC is organized around a core complex that is formed by four proteins (eIF4A3, MLN51, Magoh, Y14). The core complex serves as a binding platform for more than a dozen peripheral factors. The EJC is not a pre-assembled complex; however, its assembly mode is well described in vitro using recombinant proteins and splicing extracts. Nevertheless, where this complex assembles in vivo was a matter of debate. By using light and electron microscopy approaches, we established an original link between the cellular distribution of the EJC core factors and the nuclear architecture. The core and most of the peripheral EJC factors are colocalized and interact together in discrete regions of the nucleus, located at the periphery of nuclear speckles. This doughnut-shaped region appears to be a novel nuclear territory that we termed “the perispeckle”. This territory is distinct from nuclear speckles; it contains nascent mRNAs and it is close to active transcription sites. Overall, this study supports a model in which the deposition of the EJC core takes place in the nucleus, and that assembled EJC core factors concentrate in discrete subnuclear territories termed perispeckles. These regions contribute to the compartmentalization of the nucleus as an active domain implicated in mRNP packaging.

SETMAR est un gène chimérique constitué d’un domaine SET (codant des fonctions d’histone méthylase) et du domaine MAR (ayant conservé certaines fonctions de la transposase HsMAR1). Des études ont montré que les deux domaines sont biologiquement actifs et sont impliqués dans la stabilité et/ou dans la régulation de l’expression du génome humain. La littérature suggère que l’expression de SETMAR est plus forte dans les cellules cancéreuses que dans les cellules saines. Notre hypothèse de travail est que la protéine SETMAR est surexprimée en conditions pathologiques, permettant aux cellules de franchir les points de contrôle du cycle cellulaire, contribuant ainsi à augmenter l’instabilité génétique. Notre objectif est d’étudier la régulation de l’expression de SETMAR et son implication dans l’oncogenèse, gliale en particulier. / SETMAR is a chimeric gene consisting of a SET domain (encoding methylase histone functions) and a MAR domain (having retained some of the of the HsMAR1 transposase functions). Studies have shown that the two domains are biologically active and are involved in the stability and / or in the regulation of the human genome expression. The literature suggests that SETMAR expression is higher in cancer cells than in normal cells. Our working hypothesis is that SETMAR protein is overexpressed in pathological conditions, allowing cells to overcome the cellular cycle checkpoints, helping to increase the genetic instability. Our goal is to study the regulation of the SETMAR expression and its involvement in oncogenesis, glial in particular.

Les DYRKs (dual specificity, tyrosine phosphorylation regulated Kinases) et CLKs (cdc2-like kinases) sont deux familles de kinases du groupe CMGC. Elles sont impliquées dans le développement de la maladie d'Alzheimer et de la trisomie 21. Nous présentons ici une optimisation et une caractérisation biologique détaillée des Leucettines, une famille d’inhibiteurs pharmacologiques de DYRKs/CLKs dérivés de la Leucettamine B, un alcaloïde extrait d'une éponge marine. Nous avons étudié la relation structure/activité de cette classe d'inhibiteurs sur un ensemble de réponses biologiques. Afin d'étudier les cibles potentielles de ces inhibiteurs, nous avons mis en œuvre une méthode de chromatographie d’affinité. La sélectivité de la Leucettine L41, sélectionnée comme représentative des Leucettines, a été étudiée par des essais d'activité et d'interaction de kinases recombinantes in vitro, et des tests de chromatographie d'affinité (Leucettines immobilisées sur billes d'agarose, compétition sur billes d’inhibiteurs non sélectifs). Des approches transcriptomiques et protéomiques ont été utilisées afin de mieux comprendre le mécanisme d'action cellulaire de la Leucettine L41. Ces approches ont confirmé la sélectivité de la Leucettine L41 pour DYRKs et CLKs mais aussi révélé l’existence de cibles secondaires intéressantes. La Leucettine L41 module l'épissage alternatif de pré-ARNm. Elle présente des propriétés neuroprotectrices vis-à-vis de la mort cellulaire induite par le glutamate. Les Leucettines méritent un développement en tant qu'agents thérapeutiques potentiels pour le traitement de la maladie d'Alzheimer et de la trisomie 21. / DYRKs (dual specificity, tyrosine phosphorylation regulated kinases) and CLKs (cdc2-like kinases) are two families of kinases belonging to the CMGC group. They are involved in the development of Alzheimer's disease and Down syndrome. We here present the optimization and a detailed biological characterization of Leucettines, a family of pharmacological inhibitors of DYRKs/CLKs derived from Leucettamine B, an alkaloid produced by a marine sponge. We studied the structure/activity relationship of this class of inhibitors on a set of biological responses. To investigate potential targets of these inhibitors, we implemented an affinity chromatography method. The selectivity of Leucettine L41, selected as a representative Leucettine, was studied by in vitro activity and interaction assays of recombinant kinases and affinity chromatography approaches (Leucettines immobilized on agarose beads, competition on non-selective inhibitors). Transcriptomics and proteomics approaches were used to better understand the cellular mechanism of action of Leucettine L41. These approaches confirmed the selectivity of Leucettine L41 for DYRKs and CLKs but also revealed the existence of interesting secondary targets. Leucettine L41 modulates alternative splicing of pre-mRNAs. It displays neuroprotective properties towards glutamate-induced cell death. Leucettines deserve further development as potential therapeutic agents for the treatment of Alzheimer's disease and Down syndrome.

PABPN1 est une protéine de liaison à l'ARN nucléaire et ubiquitaire impliquée dans de nombreux mécanismes de régulation post-transcriptionnelle des ARN. Une expansion anormale de triplets GCN dans le gène PABPN1 conduit à une dystrophie musculaire appelée dystrophie musculaire oculopharyngée (OPMD). A l'heure actuelle les mécanismes moléculaires conduisant d'une expansion de quelques triplets dans le gène d'une protéine ubiquitaire vers cette pathologie où seulement quelques muscles sont touchés ne sont pas connus. La caractéristique phénotypique majeure de la maladie est la présence d'agrégats intranucléaires dans les noyaux des muscles atteints et non atteints. Cependant le rôle exact de ces agrégats et leur implication dans la pathologie reste encore incertain. A l'heure actuelle il n'y a pas de traitements curatifs pour l'OPMD. Dans ce contexte, ce projet de thèse a porté sur 1) l'étude des mécanismes moléculaires dérégulés dans la pathologie, 2) l'étude de la contribution des agrégats nucléaires et 3) le développement d'un stratégie de thérapie génique. Au cours de ce travail il a été mis en évidence des défauts mitochondriaux et les mécanismes moléculaires sous-jacents ont été élucidés. L'étude de l'implication des agrégats dans la maladie a révélé la présence de défauts d'épissage et en particulier dans un ARN muscle spécifique codant la protéine TNNT3. Le projet de thérapie génique dit de remplacement consiste à éteindre PABPN1 par interférence à ARN et amener un ADNc (PABopt) qui code la forme saine et qui est non ciblée par les outils interférence grâce à la redondance du code génétique. Les résultats obtenus ont été très positifs à la fois in vitro et in vivo / PABPN1 is an RNA binding protein involved in many post-transcriptional RNA regulation mechanisms. A pathological expansion of the GCN triplet in the gene leads to a muscular dystrophy called Oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD). The molecular mechanisms leading to a small expansion in an ubiquitous protein to a disease, where only few muscles are impaired are still not fully understood. The main pathological hallmark is the presence in the myonuclei of nuclear aggregates of the PABPN1 protein. Today there is no cure for OPMD patients. In this context the projects developed during this thesis have been to 1) study the molecular mechanisms involved in OPMD, 2) study the contribution of the nuclear aggregates in the physiopathology of the disease and 3) develop a gene therapy strategy. We found mitochondrial dysfunctions present in OPMD muscles and we decipher the molecular mechanism involved. Study of PABPN1 aggregates in OPMD has highlighted splicing deregulation events. Among them TNNT3, a RNA which encodes a muscle specific protein is deregulated and we found that the pre-mRNA is trapped in nuclear aggregates outsides speckles nuclear domain containing its natural splicing factor (SC35), leading to an imbalance of the ratio of two mutually exclusives exons of the transcript. The gene therapy strategy developed is a replacement strategy that consists of silencing PABPN1 using RNAi and also bringing a novel version of the protein using a cDNA, untargeted by RNAi thanks to the genetic code redundancy, which encodes a wild-type form of PABPN1. We obtained promising results both in vitro and in vivo in mice OPMD model with a rescue of the pathological phenotype.