Les dystrophies myotoniques sont les formes les plus communes des dystrophies musculaires chez l’adulte, caractérisées par de nombreux symptômes tels que les défauts de conduction et de rythme cardiaques fatals chez 30% des patients DM, dont les causes moléculaires sont inconnues. Les DM sont des maladies à gain de fonction d’ARN faisant intervenir une séquestration des facteurs d’épissage alternatif MBNL par des ARNs contenant de longues répétitions (C)CUG, conduisant à des altérations de l’épissage alternatif. Par des approches de puces à ADN, nous avons identifié et confirmé la diminution spécifique de miR-1, conduisant à la dérégulation de l’expression de la connexine 43 et du canal à calcium cardiaque Cav1.2 dans le coeur de patients DM. Par séquençage à haut débit d’ARNs de cœur de patients atteints ou non de DM, j’ai montré la dérégulation de plus d’une centaine d’épissages alternatifs dont celui des exons 6A/6B du principal canal à sodium cardiaque, SCN5A. J’ai montré que cet épissage est régulé par MBNL, et j’ai confirmé l’inclusion anormale de l’exon 6A à la place de l’exon 6B dans l’ARNm SCN5A conduisant à une diminution de l’activité du canal SCN5A, pouvant expliquer les défauts cardiaques des patients DM. / The myotonic dystrophies (DM) are the most common forms of muscular dystrophies in adults, characterized by several symptoms such as cardiac conduction defects and arrhythmias, fatals in 30% of DM patients. The molecular causes of DM cardiac defects are unknown. The RNA gain of function involving a sequestration of MBNL, alternatives splicing factors by large RNAs containing large (C)CUG, leading to alternative splicing defects. By microarray analysis, we identified and confirmed the specific decrease of miR-1, leading to misregulation of connexin 43 and cardiac calcium channel Cav1.2 expressions in DM patients’ hearts. By RNA-Sequencing of samples from DM and non-DM patients hearts, we have shown misregulation of more than 100 alternative splicing, such as the most interesting splicing alteration which is that of exons 6A/6B of SCN5A, the maincardiac sodium channel. We have shown this splicing is regulated by MBNL, and we have confirmed the abnormal inclusion of exon 6A instead of exon 6B in SCN5A mRNA in heart of DM patients, resulting in the decrease of SCN5A channel activity. This decrease could explain the cardiac defects of DM patients.

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie dégénérative impliquant des symptômes d’atrophie musculaire et de myotonie. Au niveau moléculaire, elle est caractérisée par une expansion aberrante de CUG dans la région 3’UTR de l’ARNm de DMPK (Dystrophia Myotonica protein kinase). Ces répétitions CUG forment des agrégats toxiques (appelés foci) majoritairement nucléaires dans les cellules de patients DM1 et causent la séquestration anormale de ribonucléoprotéines (RBP), tel que le facteur «Muscleblind-like 1» (MBNL1), qui lieraient normalement les motifs CUG d’autres ARN. Les fonctions normales de ces RBPs seraient alors perturbées. En plus de leur rôle dans l’épissage alternatif, MBNL a récemment été caractérisé pour son implication dans la localisation intracellulaire de ses ARN cibles. Ceci suggèrerait que la pathogénèse de la DM1 pourrait résulter de l’effet perturbateur des répétitions CUG sur la localisation d’ARN précis et de protéines RBPs. À cet effet, un criblage basé sur de la microscopie fluorescente de 322 RBPs dans des myoblastes de patients DM1 a permis d’identifier des nouveaux facteurs qui colocaliseraient avec les expansions pathogéniques CUG. De plus, ces myoblastes DM1 ont été fractionnés et un séquençage-ARN a par la suite permis l’identification de transcrits délocalisés. Les deux banques de données ainsi générées, tant par le criblage que par le fractionnement/séquençage-ARN, pourraient ouvrir des nouvelles avenues de recherches dans la compréhension des anomalies moléculaires associées à la DM1, et potentiellement d’autres maladies à expansions microsatellites. / Myotonic dystrophy of type 1 (DM1) is a degenerative disorder implicating symptoms of muscular atrophy and myotony. In a molecular level, it is caused by the aberrant expansion of CUG repeats in the 3’-UTR region of the DMPK mRNA (Dystrophia Myotonica protein kinase). Excessive CUG repeats then form toxic aggregates (foci) enriched within the nucleus of DM1 patient cells. These RNA foci cause the abnormal sequestration of RNA Binding Proteins (RBP), in particular members of the Muscleblind-like protein 1 (MBNL), that normally bind the CUG motif of other target RNAs, and will hence alter their normal functions. In addition to their role in alternative splicing, MBNL1 has recently been implicated in the intracellular localisation of its RNA targets. It remains elusive whether the pathogenesis of DM1 could result from the deregulating effect of CUG repeats on the localisation of specific RNAs and RBP proteins. In this thesis, a fluorescent imaging-based screening of 322 RBPs in DM1 patient’s myoblasts has been conducted and this had led to the identification of new factors that may colocalize with pathogenic CUG expansions. Moreover, these DM1 myoblasts have been fractionated and subsequent RNA-sequencing has permitted the identification of transcripts that are delocalised between subcellular compartments. From the two large datasets generated from the RBP imaging-based screening and fractionation/RNA-sequencing, new avenues of research can be initiated to further understand not only DM1, but perhaps also other disorders that implicate microsatellite expansions.

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