Les statines sont des inhibiteurs de l’enzyme HMG-CoA réductase, une étape limitant la biosynthèse du cholestérol [1]. Elles sont efficaces dans la prévention primaire et secondaire des maladies cardiovasculaires [2-7]. L’utilisation de statines est associée à des effets néfastes au niveau du muscle squelettique d’environ 15% des patients, condition qui est nommée; myopathie induite par les statines (MIS) [8-15]. Les hypothèses concernant la MIS abondent mais il semble que les causes soient multifactorielles et que l’orchestration soit toujours mal comprise. Dans un premier temps, la structure générale et la compartimentalisation cellulaire seront abordées. Par la suite seront traités les acteurs et étapes du couplage excitation-contraction. Par après, les types de fibres et la plasticité phénotypique seront décrits. Puis, les mécanismes d’hypertrophie et d’atrophie seront passés en revue. Finalement, la dernière section portera sur l’utilisation des statines et la myopathie associée. Suite à cette introduction, les expériences à l’étude seront présentées sous forme d’article scientifique. Ce manuscrit en préparation élucide l’effet du traitement aux statines sur les ATP-ases calciques du réticulum sarcoplasmique. Il touche en effet les caractéristiques fonctionnelles et moléculaires de ces pompes en ce qui concerne les muscles rapides et les cellules musculaires en culture. Il contribue donc à une meilleure compréhension de la problématique multifactorielle que représente la MIS, s’insérant dans le portrait des connaissances en comblant un manque probant d’informations.

Protocole d'entente entre l'Université Laval et l'Université du Québec à Chicoutimi / La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie multisystémique dominante qui représente la myopathie la plus fréquente chez l'adulte. Le muscle squelettique est particulièrement affecté : il s'atrophie et perd 1 à 3 % de sa force maximale par année. Les interventions cliniques sont sécuritaires en DM1 et certaines études rapportent même des augmentations de force musculaire. Toutefois, les dosages optimaux et les mécanismes physiologiques expliquant ces gains demeurent inconnus. Afin d'élucider ces questions, ce mémoire se divise en deux volets. Le premier volet (objectif 1) présente une revue systématique de type scoping review, qui résume les connaissances portant sur l'effet des interventions cliniques sur le muscle squelettique chez les personnes affectées par la DM1 et qui identifie les manques d'évidences scientifiques à ce sujet. Le second volet (objectif 2) étudie l'effet de l'exercice excentrique aigu sur les voies de signalisation de synthèse et de dégradation protéique dans le muscle squelettique. Pour ce second volet, 10 hommes atteints de DM1 ont accepté de participer à une séance unique d'exercice excentrique et de subir une biopsie musculaire avant et après l'exercice. La revue systématique rapporte que des gains de force sont possibles chez des individus atteints de DM1, cependant les résultats rapportés sont très hétérogènes. De plus, il existe de grandes lacunes au sujet de la compréhension des mécanismes physiologiques sous-jacents. Les résultats obtenus dans la réalisation du second volet de ce mémoire démontrent également une grande hétérogénéité dans les réponses observées chez les patients atteints de DM1. Par contre, ceux-ci suggèrent que, malgré le défaut génétique, les mécanismes impliqués dans l'hypertrophie semblent similaires à ceux rapportés chez le sujet sain. L'ensemble de ces connaissances aidera à guider les professionnels de la santé dans la prescription d'exercice à cette population dans le but d'améliorer la qualité de vie des personnes atteintes.

Dans le muscle squelettique adulte, les cellules souches du muscle, nommées les cellules satellites, résident sous la lame basale des fibres musculaires à l’état quiescent jusqu’à ce qu’un dommage musculaire induise leur activation. Après une phase d’activation, les cellules satellites sont capables de proliférer et de se différencier afin de répondre aux besoins des myonucléi au cours de la régénération musculaire. Les cellules satellites, ou au moins une sous-population, sont actuellement considérées comme la principale population de cellules souches du muscle. Des cellules stromales ont été observées au voisinage des cellules satellites, dans un muscle normal et en régénération, incluant les macrophages, les composantes cellulaires des vaisseaux ainsi que les cellules interstitielles de type fibroblastique. Les cellules stromales participent vraisemblablement à la régulation du destin des cellules satellites. Une étude précédente a suggéré la proximité des cellules satellites et du lit capillaire. Nous avons montré que, quelque soit leur statut (quiescente, activée, cyclante), les cellules satellites sont presque toujours localisées à proximité immédiate d’un capillaire, dans un muscle squelettique normal et en régénération. Leur nombre est corrélé avec le nombre des capillaires par myofibre et varie en fonction de la densité des capillaires dans divers situations pathologiques. Les cellules endothéliales stimulent spécifiquement la croissance des cellules myogéniques par l’intermédiaire de facteurs solubles incluant bFGF, HGF, IGF-I, PDGF-BB, VEGF. Inversement, les cellules myogéniques ont un effet proangiogénique sur les cellules endothéliales in vitro, cette activité augmentant avec la différenciation myogénique. Nous proposons qu’il existe des interactions bidirectionnelles entre les cellules myogéniques et les cellules endothéliales, notamment par l’intermédiaire du VEGF sécrété par les cellules endothéliales et les cellules myogéniques différenciées. De plus du VEGF et son récepteur, l’homéostasie vasculaire est essentiellement régulée par un autre système moléculaire, la famille des Angiopoiétines/Tie. Nous avons exploré le rôle du système Angiopoiétine1/Tie-2 dans la régulation du destin des cellules précurseurs myogéniques. Nous avons étudié le rôle de Angiopoiétine1 (Ang1) et son récepteur Tie-2 dans la régulation du destin de cellules précurseurs myogéniques (mpc). Chez l’homme et chez la souris, Tie-2 et Ang1 sont préférentiellement exprimés par les cellules satellites quiescentes in vivo et par les cellules de réserve (RCs) in vitro. La voie de signalisation Ang1/Tie-2, par l’intermédiaire de la voie ERK1/2, induit une diminution de la prolifération et de la différenciation des mpc, une augmentation du nombre des cellules en phase G0 du cycle cellulaire, une augmentation de l’expression des gènes associés au statut de RCs (p130, Pax7, Myf-5, M-cadhérine) et une diminution de l’expression des gènes associés à la différenciation myogénique. L’inhibition de l’expression de Tie-2, par une approche de RNA interférence, a l’effet strictement inverse. Les cellules situées au voisinage des cellules satellites, telles que les cellules musculaires lisses et les cellules interstitielles de type fibroblastique, stimulent l’expression des gènes associés aux RCs par la sécrétion de Ang1, in vitro. In vivo, le blocage de Tie-2, par l’intermédiaire d’anticorps bloquants anti-Tie-2, induit une augmentation du nombre des cellules satellites cyclantes dans le muscle. Inversement, la surexpression de Ang1, par électroporation d’un plasmide dans le muscle, induit une diminution du nombre des cellules satellites cyclantes. / In adult skeletal muscle, the muscle resident stem cells called the satellite cells reside in a sub-laminal location where they stay quiescent until muscle damage triggers their activation. Upon activation, satellite cells have the ability to proliferate, to differentiate and to respond to both the routine turnover of myonuclei and muscle regeneration. Satellite cells, or at least a subset of them, are now considered as the main myogenic stem cells. Several stromal cells are observed in the vicinity of the satellite cells, in both normal and regenerating muscle, including macrophages, vessel cell components and interstitial cells of fibroblastic type. These stromal cells likely participate to the regulation of satellite cell fate. A previous study suggested a proximity of a number of satellite cells to microvessels. We have shown that satellite cells are strikingly close to capillaries, in both human and mouse, whatever their status (activated, cycling, quiescent). The number of satellite cells is correlated with capillarization of myofibers, regardless to their type, in normal muscle and in paradigmatic physiologic and pathologic situations. Endothelial cells specifically enhanced myogenic cell growth through secretion of at least five soluble factors including IGF-1, HGF, bFGF, PDGF-BB and VEGF. Reciprocally, myogenic cells exhibit a proangiogenic effect on endothelial cells in vitro, this activity increasing with myogenic differentiation. We conclude that there are bidirectional interactions between satellite cells and endothelial cells, notably mediated through secretion of VEGF by both endothelial cells and differentiating myogenic precursor cells. Besides VEGF and its receptor, vascular homeostasis is mainly regulated by another molecular system, the Angiopoietin/Tie family. We explored its involvement in the regulation of myogenic precursor cell fate. We studied the involvement of angiopoietin-1 (Ang1) and its tyrosine kinase receptor Tie-2 in myogenic cell fate. Human and mouse satellite cells expressed both Tie-2 and Ang1 in vivo. During in vitro differentiation, Ang1 and Tie- 2 were differentially expressed by human myogenic cells (mpcs): expression was strongly upregulated in reserve cells (RC), a subpopulation of undifferentiated quiescent cells considered as responsible of the self-renewal of the myogenic cell population. Ang1/Tie-2 signalling, through ERK1/2 pathway, decreased mpc proliferation and differentiation, increased the number of cells in G0 phase of the cell cycle, increased expression of RC-associated markers (p130, Pax7, Myf-5, M-cadherin) and downregulated expression of differentiation-associated markers. Silencing Tie-2 had opposite effects. Cells located in the satellite cell neighbourhood (smooth muscle cells, fibroblasts) upregulated RC-associated markers by secreting Ang1 in vitro. In vivo, Tie-2 blockade and Ang1 overexpression increased the number of cycling and quiescent satellite cells, respectively. We propose that Ang1/Tie-2 signalling regulates myogenic cell self-renewal by controlling the return to quiescence of a subset of satellite cells.

Une synchronicité existe entre l’apparition de l’atrophie musculaire et osseuse (ostéoporose) mais, très peu de groupes de recherche se sont intéressés à la possibilité qu’une voie de signalisation commune puisse contrôler simultanément ces tissus dans un contexte pathologique. Le but de cette thèse est de caractériser les rôles du sentier signalétique principal du remodelage osseux soit la voie RANK/RANKL/OPG, sur le muscle squelettique sain ou pathologique. Premièrement, nous avons démontré que RANK est exprimé dans le muscle squelettique et que son absence dans ce tissu induit un effet inotropique sur le muscle rapide extensor digitorum longus (EDL), limitant ainsi la perte de force maximale spécifique, tout en augmentant l'atrophie musculaire, la fatigabilité et la proportion de fibres rapides. Ensuite, nous avons montré qu’un blocage pharmacologique de la voie RANKL/RANK par l’OPG atténue la perte de la force musculaire de manière dose-dépendante et préserve l'intégrité musculaire, en particulier des muscles rapides EDL de souris dystrophiques. Cette étude nous a également permis de démontrer que l’OPG-Fc a un effet intéressant mais plus limité sur la préservation de la force du muscle lent soleus (Sol). Par contre, nous avons découvert que l’OPG-Fc potentialise les effets positifs d'une faible dose de formotérol, un membre de la famille des β2-agonistes, et leur combinaison restaure complètement la fonction du Sol des souris dystrophiques. Finalement, nous avons débuté une étude mécanistique sur l’effet protecteur de l’OPG-Fc sur le muscle squelettique dystrophique. Structurellement, l'OPG-Fc pleine longueur contient quatre domaines TNFR (RANKL), deux domaines de la mort cellulaire par apoptose (TRAIL) et un domaine lié à l'héparine. Nos résultats indiquent que les injections d'anti-RANKL, d’anti-TRAIL et d’OPG-Fc tronquée (possédant seulement les domaines TNFR) ou la suppression génétique de RANK dans le muscle sont nettement moins efficaces sur la préservation de la force des muscles dystrophiques que celles d’OPG-Fc pleine longueur. Étonnamment, l'absence de Ca2+ extracellulaire réduit considérablement les effets de l’OPG-Fc pleine longueur sur la force des muscles dystrophiques dans un modèle de contractilité in vitro. Nos analyses en microscopie confocale ont démontré que l’OPG-Fc pleine longueur pourrait se lier à un récepteur présentement non identifié localisé sur les myotubes et que cette liaison entraîne possiblement une activation d’une kinase liée aux intégrines (ILK) et la surexpression d’une pompe calcique ATPase du réticulum sarcoplasmique appelée SERCA-2a, un déterminant clé de la performance musculaire. Les myotubes traités à l'héparinase, une enzyme connue pour cliver les domaines de l'héparine ou encore l’inhibition de l’ILK réduit significativement la surexpression de SERCA-2a induite par l’OPG-Fc. Cette thèse apporte globalement, une meilleure compréhension des fonctions de RANK/RANKL/OPG dans le muscle squelettique dénervé ou dystrophique et s’inscrit dans la liste des travaux pré-cliniques qui pourrait éventuellement contribuer à l’élaboration de nouveaux traitements pour les maladies musculaires et osseuses. / Although there is an obvious dynamic cross-talk between muscle and bone, a common signalling pathway that efficiently and synchronously controls these tissues has barely been investigated in all forms of muscle diseases. The aim of this thesis is to characterize the roles of RANK/RANKL/OPG, key regulators of bone remodeling, on skeletal muscle atrophy, phenotype and dysfunction. Firstly, we show that RANK is expressed in skeletal muscle and that muscle RANK deletion has inotropic effects in denervated fast-twitch extensor digitorum longus (EDL) muscles, preventing on one side the loss of maximum specific force while promoting muscle atrophy and fatigability, and increasing the proportion of fast-twitch fibers. We next demonstrate that a pharmacological treatment of dystrophic mdx mice with recombinant full-length OPG-Fc mitigates the loss of muscle force in a dose-dependent manner and preserves muscle integrity, particularly in EDL muscles. We also found that the full-length OPG-Fc has limited effects on slow-twitch soleus (Sol) muscles. However OPG-Fc potentiates the positive effects of a low dose of formoterol, a member of β2-agonists, and completely restores the function of the Sol dystrophic muscles. Finally, we investigated the mechanism by which the full-length OPGFc protects the dystrophic muscles. Structurally, the OPG protein contains four TNFR domains (RANKL), two death domains ( TRAIL) and a heparin-binding region. Our results indicate that anti-RANKL or anti-TRAIL or truncated OPG treatments (only TNFR domains) or RANK deletion are much less effective in preserving the strength of dystrophic muscles than full-length OPG-Fc. Surprisingly, the absence of extracellular Ca2+ significantly reduces the effects of full-length OPG-Fc on the force production of dystrophic muscles when incubated in a physiological bath in vitro. Confocal microscopy images showed that the full-length OPG-Fc binds directly to myotubes through a receptor that is currently unidentified activating possibly integrin-linked kinase (ILK) which upregulates sarco/endoplasmic calcium ATPase pump (SERCA-2a) expression in C2C12 myotubes. Heparinase, which cleaves heparin and heparin sulphate proteoglycan, or an inhibitor of ILK activity abrogates OPG-induced SERCA-2a expression, suggesting that OPG through ILK upregulates SERCA-2a expression, a key determinant of muscle performance. Overall, this thesis shed some light on RANK/RANKL/OPG functions in skeletal muscle which will potentially contribute to the development of new treatments for several forms of muscle and bone diseases.

Le vieillissement et la sédentarité peuvent contribuer à aggraver les facteurs de risque des maladies cardiovasculaires (MCV) et métaboliques. En raison de l'importante influence du muscle squelettique sur le métabolisme énergétique, de la détérioration du profil métabolique et de l'administration de la thérapie hormonale (TH) chez la femme postménopausée, il s'avère impératif de comprendre comment la prise de TH peut modifier le métabolisme énergétique du tissu musculaire à l'intérieur de cette population. Aussi, l'entraînement en endurance permet l'amélioration de plusieurs facteurs de risque modifiables rattachés aux MCV, à l'obésité et au syndrome métabolique. La compréhension des mécanismes moléculaires responsables de ces adaptations bénéfiques, particulièrement chez la personne âgée, demeure toutefois incomplète. Le premier objectif de cette maîtrise était de caractériser les effets aigus d'une injection d'estradiol sur le transcriptome du muscle squelettique de souris femelles ovariectomisées. L'analyse de l'expression génique a montré une modulation distincte à 3 h et 18 h vs. 6 h et 24 h suivant l'injection. Principalement, cette étude suggère la modulation concomitante de transcrits fonctionnellement rattachés à la détermination de la typologie musculaire, à la structure et à la croissance de la fibre musculaire, ainsi qu'au métabolisme énergétique. Le second objectif de cette maîtrise était de caractériser les effets de six semaines d'entraînement à intensité modérée, fixée au seuil lactique (SL), sur le transcriptome du muscle squelettique d'hommes âgés. Cet entraînement a eu pour effet d'améliorer plusieurs paramètres métaboliques tels la capacité aérobie et le taux de lipoprotéines de haute densité (HDL-cholestérol). L'analyse transcriptomique a aussi révélé une transition de la typologie musculaire allant du type rapide vers le type lent, une augmentation du nombre de transcrits codés par l'ADN mitochondrial, ainsi que l'induction de transcrits associés à la matrice extracellulaire et à la phosphorylation oxydative. Ces résultats suggèrent une amélioration du métabolisme des glucides et des lipides chez les hommes âgés suite à l'entraînement en endurance à intensité SL. Finalement, ces deux études ont montré la modulation de transcrits partiellement caractérisés ou non caractérisés à ce jour. Elles contribuent également à l'amélioration de la connaissance des mécanismes d'adaptations du Ill transcriptome du muscle squelettique face à la TH et à l'entraînement en endurance chez l'individu âgé.

Chez les mammifères, le muscle squelettique constitue un tissu d'importance majeure dans la régulation du transport et du métabolisme du glucose durant l'exercice physique ou en période postprandiale. La captation musculaire de glucose induite par l'insuline et la contraction musculaire s'effectue grâce à la translocation des transporteurs de glucose GLUT4 à la membrane plasmique et aux tubules transversaux à partir d'un réservoir interne. La première partie des travaux constituant cette thèse a été effectuée dans le but de clarifier si l'insuline et la contraction musculaire activent la translocation de GLUT4 à partir de réservoirs internes distincts. Par fractionnement et immunoadsorption membranaire, nous avons démontré que la contraction musculaire recrutait GLUT4 à partir de deux compartiments distincts : un compartiment associé au récepteur de la transferrine sélectivement mobilisé à la membrane plasmique et insensible à l'insuline, et un second compartiment non associé à cette protéine recruté au niveau des tubules transversaux. / Cette étude a permis de déterminer que l'insuline et la contraction musculaire recrutaient GLUT4 à partir de réservoirs distincts et que la contraction musculaire induisait la translocation de GLUT4 à la surface cellulaire à partir d'au moins deux différentes populations de vésicules GLUT4.Les deux dernières parties des travaux faisant l'objet de cette thèse ont permis de déterminer l'implication de certains médiateurs intracellulaires dans la stimulation du transport du glucose induite par la contraction musculaire ou par le AICAR, un agent mimétique de la contraction. Tout d'abord, nos travaux ont révélé que l'infusion de AICAR induit sélectivement la translocation de GLUT4 à la membrane plasmique à partir d'un compartiment enrichi en récepteur de la transferrine. De plus, nous avons démontré que la stimulation du transport du glucose par le AICAR était dépendante de l'activation de la p38 MAPK, une kinase proposée comme agent régulateur de l'activité intrinsèque de GLUT4. / D'autre part, une dernière étude nous a permis de déterminer que le AICAR active spécifiquement le transport du glucose au niveau des muscles glycolytiques isolés et que le monoxyde d'azote n'est pas impliqué dans l'effet stimulateur du AICAR sur la captation du glucose au niveau de ce type de muscle. Toutefois, l'infusion de AICAR in vivo stimule le transport de glucose dans tous les types de fibres musculaires ainsi que la production de monoxyde d'azote. De plus, l'injection de AICAR stimule la phosphorylation et l'activation de eNOS, suggérant que l'activation du transport du glucose induite par le AICAR in vivo est dépendante de l'augmentation du flot sanguin via la production de monoxyde d'azote. Globalement, ces études nous ont permis de mieux comprendre les mécanismes intracellulaires par lesquels la contraction musculaire active le transport du glucose in vitro et in vivo dans le muscle squelettique.

Avec leurs caractéristiques d'auto-renouvellement illimité et de pluripotence, les cellules souches embryonnaires humaines (hESC) représentent une source infinie de cellules pour la thérapie cellulaire de maladies, telle que la dystrophie musculaire de Duchenne. Des études ont démontré que les hESC pouvaient être différenciées en cellules musculaires squelettiques, mais les techniques employées sont longues et inefficaces. Ce mémoire décrit un nouveau protocole de différenciation des hESC en cellules musculaires squelettiques à l'aide d'un adénovirus exprimant le gène MyoD sous le contrôle du promoteur CAO (Ad.CAO-MyoD). L'efficacité de ce virus pour induire la myogenèse des hESC a été mise en évidence par la présence de divers marqueurs myogéniques. Ensuite, le potentiel de fusion de ces cellules a été illustré par le marquage de la MyHC et par l'observation de quelques myotubes. Ces résultats préliminaires semblent indiquer que l'Ad.CAO-MyoD est un outil prometteur pour différencier les hESC en cellules musculaires squelettiques.

Ce présent projet de recherche a permis de créer un modèle par éléments finis du muscle strié humain dans le but d’étudier les mécanismes engendrant les lésions musculaires traumatiques. Ce modèle constitue une plate-forme numérique capable de discerner l’influence des propriétés mécaniques des fascias et de la cellule musculaire sur le comportement dynamique du muscle lors d’une contraction excentrique, notamment le module de Young et le module de cisaillement de la couche de tissu conjonctif, l’orientation des fibres de collagène de cette membrane et le coefficient de poisson du muscle. La caractérisation expérimentale in vitro de ces paramètres pour des vitesses de déformation élevées à partir de muscles striés humains actifs est essentielle pour l’étude de lésions musculaires traumatiques. Le modèle numérique développé est capable de modéliser la contraction musculaire comme une transition de phase de la cellule musculaire par un changement de raideur et de volume à l’aide des lois de comportement de matériau prédéfinies dans le logiciel LS-DYNA (v971, Livermore Software Technology Corporation, Livermore, CA, USA). Le présent projet de recherche introduit donc un phénomène physiologique qui pourrait expliquer des blessures musculaires courantes (crampes, courbatures, claquages, etc.), mais aussi des maladies ou désordres touchant le tissu conjonctif comme les collagénoses et la dystrophie musculaire. La prédominance de blessures musculaires lors de contractions excentriques est également exposée. Le modèle développé dans ce projet de recherche met ainsi à l’avant-scène le concept de transition de phase ouvrant la porte au développement de nouvelles technologies pour l’activation musculaire chez les personnes atteintes de paraplégie ou de muscles artificiels compacts pour l’élaboration de prothèses ou d’exosquelettes.

Le muscle strié squelettique subit de graves lésions d’ischémie-reperfusion (IR) au cours de la progression de l’artériopathie oblitérante des membres inférieurs et lors d’interventions chirurgicales qui nécessitent l’interruption transitoire du flux sanguin dans les artères des membres. Dans ce contexte, nos objectifs étaient de mettre à profit deux modèles expérimentaux d’IR des membres inférieurs par clampage aortique et garrotage unilatéral pour : ° tester l’efficacité d’une alternative médicamenteuse au postconditionnement ischémique par l’utilisation de la cyclosporine A (CsA). En se liant à la cyclophiline D, la CsA empêche l’ouverture du pore de transition mitochondrial (mPTP) à un niveau très distal de la cascade d’évènements qui conduit à la nécrose après IR. ° déterminer de quelle façon deux comorbidités fréquemment retrouvées chez des patients souffrant d’atteinte artérielle (le diabète et l’âge) influencent l’effet de la cyclosporine. Avec les protocoles de conditionnement et aux doses que nous avons utilisées, la cyclosporine a des effets différents sur les conséquences musculaires de l’ischémie-reperfusion des membres inférieurs, dépendant de la pathologie sous-jacente des animaux étudiés. Il semble intéressant d’étudier l’effet dose-réponse de la cyclosporine A pour déterminer l’intervalle thérapeutique optimal, celui-ci pouvant être différent chez l’animal sain et pathologique. D’autre part, étant donné l’importance considérable du stress oxydant chez les animaux diabétiques et sénescents, la co-administration de cyclosporine et d’un antioxydant au moment de la reperfusion pourrait rétablir une protection. / Peripheral arterial disease and many surgical procedures (requiring vascular clamping or tourniquet application) induce severe skeletal muscle ischemia-reperfusion (IR) injuries. As a result, using experimental hind limb ischemia-reperfusion models, our goals were: ° To test a pharmacologic substitute to ischemic postconditioning by using cyclosporine A, that acts on a very downstream step of IR injury cascade by binding to cyclophilin D and inhibiting mitochondrial transition pore opening. We wondered if cyclosporine could alleviate mitochondrial dysfunction and reduce ROS production in skeletal muscles submitted to IR. ° To determine how diabetes and senescence would influence cyclosporine A protective effects. In conclusion, the protective effects of pharmacologic postconditioning with cyclosporine A seem to critically depend on the model under study. A variable and narrow dose-effect relationship is likely and makes it necessary to perform a dose finding study in every pathologic model. Considering the narrow relationships between mitochondrial protection and oxidative stress, combing cyclosporine A postconditioning with antioxidant therapy may restore a more robust protective effect but this hypothesis has to be validated.

Sirt1 (Sirtuine 1) est une protéine histone déacétylase dépendante de NAD+ qui stimule la néoglucogénèse et inhibe la glycolyse dans le foie, et qui augmente l’oxydation des acides gras dans le muscle strié squelettique. Le but de ce travail de thèse a été de définir les fonctions métaboliques de Sirt1 dans le muscle strié squelettique. Nous avons tout d’abord montré, à l’aide d’un modèle de souris déficientes pour le gène Sirt1, que Sirt1 régulait l’expression de l’hexokinase II et de SREBP-1c, protéine régulatrice de l’expression de l’hexokinase. De plus, un modèle d’électrotransfert de gènes permettait de mettre en évidence que Sirt1 régulait l’expression de SREBP-1c de façon LXR dépendante. Enfin, l’inhibition de Sirt1 par l’EX527 aboutissait à une diminution de la consommation de glucose chez des myotubes C2C12. Prises ensemble, ces données suggèrent un rôle important de Sirt1 dans la régulation du métabolisme du glucose dans le muscle strié squelettique. Dans un second temps, nous avons déterminé le rôle potentiel de Sirt1 lors d’un jeûne chez des myotubes C2C12. Un jeûne entraînait une augmentation de l’activité cathepsine B + L et une déphosphorylation des protéines AktS473, GSK3S21/S9, p70S6KT412 et S6 S235/S236 qui précédait une amyotrophie des myotubes. La renutrition aboutissait à une rephosphorylation de ces protéines et à un retour à la normale de la taille des myotubes. L’activité cathepsine B + L restait cependant élevée. Enfin, le niveau en ARNm de Sirt1 était augmenté de façon transitoire lors de la renutrition. D’autres mesures de marqueurs des voies protéolytiques et de l’activité de Sirt1 sont à envisager. Nos données ainsi que celles de la littérature suggèrent que Sirt1 pourrait avoir un rôle dans la régulation de l’autophagie lors du jeûne. Pour conclure, ce travail de thèse met en évidence un rôle pour Sirt1 dans la régulation du métabolisme du glucose dans le muscle strié squelettique et apporte de nouvelles perspectives dans l’étude de la régulation de ce métabolisme en conditions pathologiques / Sirt1 (Sirtuin 1) is a NAD+-dependent histone deacetylase, which stimulates gluconeogenesis and inhibits glycolysis in the liver, and which increases fatty acid oxidation in skeletal muscle. The aim of this thesis was to define the metabolic functions of Sirt1 in skeletal muscle. We first showed, using a mouse model lacking the Sirt1 gene, that Sirt1 regulated expression of hexokinase II and SREBP-1c, a protein that regulates hexokinase expression. In addition, a model of gene electrotransfer allowed us to show that Sirt1 regulated expression of SREBP-1c in a LXR-dependent manner. Finally, inhibition of Sirt1 by EX527 resulted in a decrease of glucose consumption in C2C12 myotubes. Taken together, these data suggest an important role of Sirt1 in the regulation of glucose metabolism in skeletal muscle. Secondly, we determined the potential role of Sirt1 during fasting in C2C12 myotubes. Fasting resulted in an increase in cathepsin B + L activity and a dephosphorylation of AktS473, GSK3S21/S9, p70S6KT412 and S6 S235/S236 preceding a myotubes atrophy. Refeeding led to a rephosphorylation of these proteins and a return to normal size of myotubes. However, cathepsin B + L activity remained elevated. Finally, the level of Sirt1 mRNA was transiently increased during refeeding. Other measures of proteolytic pathways and Sirt1 activity markers will be determined. Our data and those of the literature suggest that Sirt1 could play a role in autophagyregulation during fasting. To conclude, this thesis highlights a role for Sirt1 in the regulation of glucose metabolism in skeletal muscle and provides new perspectives in the study of regulation of this metabolism in pathological conditions