La transplantation de myoblastes (TM) est une des thérapies potentielles des plus prometteuses pour la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Une des limites de cette approche est le rejet des myoblastes du donneur par le système immunitaire de l’hôte. L’induction d’une tolérance immunologique envers les myoblastes greffés permettrait de contourner les effets secondaires conséquents à une immunosuppression soutenue, aujourd’hui indispensable à la survie de la greffe. Notre objectif est donc d'induire une tolérance immunologique via l’établissement d’un chimérisme mixte par un protocole non-myéloablatif, chez des souris dystrophiques. Le protocole testé a permis d'induire une tolérance périphérique transitoire au donneur ainsi que l'établissement de taux variables de chimérisme mixte. Cependant, il n’a pas permis d’induire une tolérance à la TM. Bien que nous n’avons pas obtenu les résultats escomptés quant à la TM, des améliorations, telle qu’une association à court terme à la rapamycine, pourraient être envisagées en vue d'une application en clinique. / Myoblast transplantation (MT) is one of the most promising potential therapies for Duchenne muscular dystrophy (DMD). One limitation of this approach is the rejection of the donor myoblast by the host immune system. Induction of donor-specific immune tolerance would avoid the toxicities of chronic immunosuppressive therapy that is currently required to prevent graft rejection. Our objective is to induce immunological tolerance through the establishment of mixed-chimerism using a non-myeloablative protocol, into DMD mice. Our results show that the tested protocol permits the induction of transient peripheral tolerance status to the donor. It also allows the establishment of variable rate of mixed-chimerism. However, this protocol failed to induce tolerance to MT. Although we did not obtain the expected results on the MT, improvements, such as association with a short-term rapamycin treatment, may be considered to enhance the outcome of the proposed protocol in perspective of clinical application for DMD patients.

Duchenne muscular dystrophy is an inherited, X-linked recessive skeletal muscle disorder that is characterized by mutations in the dystrophin gene [1]. Therefore, the disease affects primarily males and women are typically carriers. 1 in 3500 males in the United States are affected [1]. Dystrophin is a critical, large scaffolding protein in the dystrophin-glycoprotein complex found at the sarcolemma of skeletal muscle [1]. The complex helps maintain sarcolemma integrity and stability during muscle contractions by coupling the extracellular matrix proteins to the intracellular cytoskeleton in skeletal muscle [1]. Loss-of-function mutations in the dystrophin protein affect all skeletal muscle found throughout the human body. The 427 kD protein is also present in cardiac muscle, the brain, and peripheral nerves, thus affecting these tissues over time, as well [1]. One theory suggests the weakened stability of the dystrophin-glycoprotein complex when dystrophin is not expressed results in transient membrane tears during contraction, which permit pathological calcium influx [1]. Damaged skeletal muscle results in repair and regeneration of the tissue however, continual damage over time (referred to as muscle wasting) results in extensive fibrosis and loss of muscle fibers. The purpose of this thesis is to provide a comprehensive review on several molecular mechanisms that underlie Duchenne muscular dystrophy and to investigate current treatments and propose potential therapeutic targets for future research.

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Abstract available in PDF document. / Thesis (Ph.D.)-University of KwaZulu-Natal, Durban, 2008.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Characterized by the severe progressive wastage of skeletal muscle, Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a crippling X-linked recessive disease that is caused by the absence of the protein dystrophin. This thesis aimed to critically evaluate the potential of different therapeutic options to combat this disease. Utrophin is a paralogue of dystrophin. The Fiona mouse is an mdx (dystrophin-deficient) transgenic mouse that overexpresses the full-length utrophin protein in skeletal muscle, and various studies have shown that it does not display a dystrophic phenotype. However, these studies have only been performed on sedentary mice. In this work it is demonstrated that utrophin’s protective effect is partially diminished after a sustained period of exercise-induced stress, highlighting for the first time a functional difference between dystrophin and utrophin. This thesis also presents results of two mdx mouse drug trials testing the ameliorative effects of the administration of the drugs GW501516 and C1100, which show that treatment with both drugs results in partial amelioration of the dystrophic phenotype. GW501516 administration results in a beneficial fast-to-slow fibre type switch and an in vivo increase in utrophin protein levels. We have also shown that C1100 treatment results in a significant increase in utrophin A promoter activity in vitro, and the mechanism of action of this drug on this promoter has been deciphered. The global dysregulation of microRNAs in skeletal muscle of mdx and dko (dystrophin- and utrophin-deficient) mice was evaluated by microarray analysis to identify microRNAs involved in the dystrophic pathological cascades. The results of detailed expression analyses of miR-31, miR-206 and miR-503 are presented, and two therapeutically-relevant predicted targets of miR-503 were validated. Overall, this thesis evaluates the potential of different and possibly complementary therapeutic options to combat DMD.

Diese Arbeit analysiert die Serum-Creatin-Kinase Spiegel von Konduktorinnen der Duchenneschen und Beckerschen Muskeldystrophie. Besonderes Augenmerk dieser Arbeit liegt auf den CK-Werten von schwangeren Konduktorinnen für die Muskeldystrophie Duchenne und Becker. Es werden Unterschiede im CK-Wert zwischen Schwangeren und nicht Schwangeren aufgezeigt. Die Berechnung der Odds-Ratio für die Gruppen der schwangeren Frauen soll es ermöglichen, auch nach bereits eingetretener Schwangerschaft, eine möglichst genaue Ermittlung des Carrierstatus durchzuführen. Die CK-Werte wurden auch für nicht schwangere Frauen reevaluiert. Es wurden retrospektiv über einen Zeitraum von 7 Jahren Daten für die CK-Werte von Frauen gesammelt und ausgewertet, bei denen es innerhalb der Familie zu Fällen von Beckerscher oder Duchennescher Muskeldystrophie kam. Die Bestimmung der Serum Creatin-Kinase erfolgte nach der von der IFCC empfohlenen Methode bei 37 °C. Die Auswertung der Daten erfolgte nach folgenden Kriterien. Es wurden folgende Gruppen gebildet: Muskeldystrophie Duchenne, Muskeldystrophie Becker und Kontrollen. Innerhalb dieser Gruppen wurden zwei Altersgruppen gebildet. Die Altersgrenze lag bei 16 Jahren. Schwangere Frauen wurden getrennt von Frauen bei denen keine Schwangerschaft bestand analysiert. Die gewonnenen Daten wurden nach folgenden Gesichtspunkten ausgewertet: Die CK-Werte wurden logarithmiert, um einer Normalverteilung zu entsprechen. Die logarithmierten Creatin-Kinase Werte aller Gruppen waren normalverteilt. Die Verteilung der Daten innerhalb der relevanten Gruppen unterschied sich signifikant voneinander. Die Anzahl der ausgewerteten CK-Werte für die Gruppe der schwangeren BMD Überträgerinnen war deutlich zu klein. Es wurde der Mindestumfang für diese Gruppe ermittelt, um in zukünftigen Analysen signifikante Ergebnisse zu erhalten. Für die Gruppe der nicht schwangeren Überträgerinnen für die Duchennesche Muskeldystrophie bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen Alter und CK-Wert. Es konnte eine Regressionsgerade bestimmt werden und anhand dieser eine Alterskorrektur durchgeführt werden. Die Odds Ratio, die anhand des CK-Werts einer Frau errechnet wird, ist ein Element für die individuelle Risikoberechnung. Es ließ sich anhand der statistischen Kennwerte, Mittelwert µ und Standardabweichung σ, der einzelnen Gruppen Formeln zur Berechnung der Odds Ratio herleiten. Abschließend erfolgte die Berechnung der Sensitivität und Spezifität der CK-Wert Bestimmung. / Creatine Kinase levels in female carriers of Duchenne and Becker muscular dystrophy with particular reference to pregnancy

Muskeldystrophie Duchenne (DMD) (Xp21.2) und gehört mit 1:3500 männlichen Geburten zu den häufigsten genetisch-determinierten Erkrankungen. DMD ist bis heute nicht heilbar. Die genetische Beratung ist Teil der Betreuung dieser Patienten und bezieht auch die heterozygotenwahrscheinlichkeit weiblicher Angehöriger mit ein. Für die Risikoberechnung zum Überträgerstatus weiblicher Angehöriger von DMD-Patienten sind neben Stammbauminformationen und Enzymwerten Verhältnisse der Mutationsraten ( k -Werte) essentiell, welche die unterschiedliche Entstehungswahrscheinlichkeit der einzelnen Mutationstypen (Deletion, Duplikation, Punktmutation) in Spermatogenese oder Oogenese beschreiben.Die Bestimmung des Verhältnisses k der Mutationsraten zeigte, dass einerseits Deletionen im Dystrophin-Gen viel häufiger großmütterlichen Ursprungs (k Deletion ≈ 0,26) und andererseits Punktmutationen im Dystrophin-Gen meist großväterlichen Ursprungs (k Punktmutation ≈ 2,8) sind. / Duchenne muscular dystrophy (DMD) (X-linked recessive; Xp21.2) is one of the most common genetic disorders. Genetic counselling is an important part of medical care of these patients and their families. Carrier determination for Duchenne muscular dystrophy includes pedigree information and CK (Creatinkinase) - levels as well as male to female mutation rates depending on type of mutation (deletion, duplication and point mutation). Analysis of data from the Institute of Medical and Molecular Genetics showed that the vast majority of deletions are of grandmaternal origin (k deletion = 0,26) whereas point mutations rates are higher in spermatogenesis (k point mutation = 2,8).