De nombreuses études ont mis en évidence le caractère plastique du muscle strié squelettique en réponse à de nombreux stimuli. Ce travail de thèse s’est attelé à caractériser les modifications structurales et fonctionnelles potentielles de ce tissu en présence de deux hémoglobinopathies génétiques : la drépanocytose (dans sa forme homozygote et hétérozygote), due à la production d'une hémoglobine anormale (appelée S), et/ou l’alpha-thalassémie (dans sa forme hétérozygote, parfois associée à la drépanocytose), se caractérisant par une anémie microcytaire. Les analyses histologiques et biochimiques de prélèvements biopsiques du muscle vastus Iateralis témoignent d’un remodelage structural et fonctionnel du muscle et notamment du réseau micro-vasculaire des sujets drépanocytaires. Une raréfaction des micro-vaisseaux, associée à une augmentation de leur diamètre et une diminution de leur tortuosité sont rapportées, adaptations qui pourraient limiter les troubles hémorhéologiques inhérents à l'hémoglobine S. Les activités des enzymes clés du métabolisme oxydatif (CS : citrate synthase et COx : cytochrome c oxydase) ont également été trouvées altérées chez les sujets porteurs de l’hémoglobine S. L’a-thalassémie fait elle aussi l’objet d’un léger remodelage micro-vasculaire marqué par une augmentation de la tortuosité des micro-vaisseaux. Enfin, l'association drépanocytose hétérozygote/a-thalassémie, connue pour atténuerles désordres hémorhéologiques et inflammatoires, n’engendrerait aucune modification notable descaractéristiques structurales et fonctionnelles du tissu musculaire par rapport à une population contrôle (HbAA) / Several studies have demonstrated the skeletal striated muscle plasticity in answer to differentstimuli. The aim of this thesis work was to characterize the structural and functional modifications of this particular tissue face to the sickle cell disease (in both homozygous and heterozygous forms), due to the production of an abnormal hemoglobin (called hemoglobin S), and/or the alpha thalassemia (in her heterozygous form, regularly associated with sickle cell disease). The histochemical and biochemical analysis of the vastus Iateralis biopsy showed evidence for 3 significant structural and functional remodeling of the sickle cell subjects muscle and most particularly of the microvasculature. A reduced capillary density, associated with enlarged microvessels and lower tortuosity are reported, that may possibly limit the hemorheological disorders linked to hemoglobin S. The main oxidative enzymes activities (CS: citrate synthase and COx: cytochrome c oxydase) were also altered in sickle cell subjects. Remodeling of the microvascular network occurs to a lesser extent in a-thalassemia, with an increase of the microvessels tortuosity. Finally, the association of the sickle cell heterozygous form with a-thalassemia, known to reduced hemorheological and inflammatory disorders, does not seem to modify muscle characteristics in comparison to a control population with normal hemoglobin

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est la myopathie la plus courante chez les adultes. Il s'agit d'une maladie multisystémique touchant donc plusieurs systèmes tels que les systèmes nerveux, cardiaque, digestif, endocrinien, et notamment le muscle squelettique, sur lequel les présents travaux se concentrent. En effet, dans le contexte de cette maladie le muscle squelettique est gravement affaibli : les personnes atteintes souffrent d'atrophie musculaire et subissent une perte progressive de la force musculaire maximale. Pour contrer ces déficiences, le renforcement musculaire est une stratégie thérapeutique prometteuse. L'exercice est sécuritaire et efficace pour augmenter la force musculaire en DM1, mais pour l'instant, les mécanismes biologiques sous-jacents demeurent inconnus. L'étude pilote des travaux présentés dans ce mémoire a montré des gains importants de la force musculaire et de la capacité fonctionnelle chez 11 hommes atteints de DM1 qui ont participé à un programme d'entraînement musculaire supervisé de 12 semaines. Dans le cadre de cette maitrise, afin d'identifier les mécanismes sous-jacents impliqués dans ces gains cliniques, des échantillons musculaires collectés chez les participants avant et après l'entraînement ont été étudiés. L'analyse protéomique a démontré que plusieurs fonctions moléculaires et processus biologiques ont été améliorés par le programme d'entraînement. Plus précisément, la modulation du protéome par l'exercice était liée au métabolisme énergétique, à la myogenèse, l'immunité, la contraction musculaire, la signalisation de l'insuline et l'apoptose. Ces résultats suggèrent que l'adaptation musculaire est possible en DM1 aux niveaux cliniques et biologiques. Finalement, l'identification de biomarqueurs musculaires par la protéomique pourrait permettre de jeter les bases de la médecine de précision afin d'améliorer les soins thérapeutiques à venir en DM1. / Myotonic dystrophy type 1 (DM1) is the most common myopathy in adults. It is a multisystemic disease affecting several systems such as the nervous, cardiac, digestive, endocrine systems, and in particular the skeletal muscle, on which my work focuses. Indeed, the skeletal muscle is severely weakened: affected individuals suffer from muscle atrophy and experience a progressive loss of maximum muscle strength. To counter these deficiencies, muscle strengthening is a promising therapeutic strategy. Exercise is safe and effective to increase muscle strength in DM1 but for now, the underlying biological mechanisms remain unknown. The pilot study of the works here presented showed significant gains in muscle strength and functional capacity of 11 men with DM1 who participated in a 12-week supervised strength training program. To identify the underlying mechanisms involved in these clinical gains, muscle samples collected from participants before and after training were studied. Proteomics analysis showed that several molecular functions and biological processes were improved by the training program. Specifically, the modulation of the proteome through exercise was related to energy metabolism, myogenesis, immunity, muscle contraction, insulin signaling, and apoptosis. These results suggest that muscle adaptation is possible in DM1 at the clinical and biological levels. Finally, the identification of muscle biomarkers by proteomics could lay the foundations of precision medicine to improve future therapeutic treatments in DM1.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019 / Le diabète de type 2 est fortement associé à l’obésité et la prévalence de ces deux conditions progresse rapidement dans les sociétés industrialisées comme en développement. La relation entre ces deux conditions n’est pas complètement élucidée, mais une forte infiltration de lipides dans le muscle squelettique, évaluable entre autres par tomographie axiale au niveau de la micuisse, est associée à l’obésité et pourrait être impliquée dans le développement de la résistance à l’insuline et du diabète de type 2 chez les personnes en surpoids ou obèses. L’obtention d’une image par tomographie axiale entraîne une exposition à des radiations pour les participants des projets de recherche. Nous avons émis l’hypothèse que l’analyse des muscles à partir d’une coupe du tronc au niveau L4-L5, mesure déjà incluse dans les projets ciblant l’adiposité abdominale, permettrait de remplacer la mi-cuisse pour l’évaluation de l’infiltration de lipides dans le muscle squelettique en regard du profil de risque cardiométabolique, diminuant ainsi l’exposition totale des sujets. Les présents travaux de recherche comportent deux phases d’analyses, une transversale et une longitudinale. Nos résultats indiquent que l’infiltration de lipides dans les muscles du tronc est associée au profil de risque cardiométabolique de façon similaire à l’infiltration de lipides dans les muscles de la cuisse, et ce, autant lors d’analyses transversales que lors de l’étude des changements induits par une intervention ciblant les habitudes de vie. En conclusion, nos résultats indiquent que l’analyse d’une image de l’abdomen permet d’étudier l’impact de l’infiltration lipidique dans les muscles sur le profil de risque cardiométabolique et peut donc remplacer l’analyse d’une coupe de la mi-cuisse. / Type 2 diabetes is strongly associated with obesity and the prevalence of both conditions has increased rapidly in industrialized as well as developing countries, with major consequences on population health. The mechanisms responsible for this association are not fully understood, but a high muscular lipid content, measurable by computed tomography at mid-thigh level, has been shown to be elevated in obesity and this phenomenon could play a role in the development of insulin resistance and type 2 diabetes in overweight/obese individuals. Considering that performing an additional scan at the mid-thigh level implies more radiation exposure for participants, we formulated the hypothesis that trunk muscles at L4-L5 level, a slice usually obtained in order to assess abdominal adiposity, could replace the mid-thigh in the evaluation of muscular fat infiltration in the evaluation of cardiometabolic risk. The present study was conducted in two phases of analyses, cross-sectional and longitudinal. Our results suggest that lipid infiltration of the trunk muscles is at least as strongly associated to the cardiometabolic profile as that of the mid-thigh muscles, both for the baseline values and for the changes induced by an intervention program targeting lifestyle. In summary, our results suggest that an abdominal scan dispenses with the need for a midthigh scan when investigating the impact of muscular lipid infiltration on the cardiometabolic risk profile.

La dystrophie musculaire de Duchenne est une myopathie récessive liée au chromosome X. Cette pathologie est due à une mutation dans le gène codant pour la dystrophine. Cette protéine est responsable du maintien de l'intégrité de la fibre musculaire. La thérapie cellulaire basée sur la transplantation de cellules souches myogéniques ou myoblastes constitue une approche potentielle pour véhiculer le gène sain de la dystrophine afin de corriger l'absence de la protéine. Cette approche est limitée par la faible migration des myoblastes greffés, le rejet immunitaire des cellules injectées et la mort précoce et massive des myoblastes transplantés durant les 3 premiers jours après la greffe. Nous nous sommes intéressés dans la présente thèse à identifier les différents facteurs qui peuvent être responsables de cette mort importante. Ces facteurs incluent : . la réaction inflammatoire, (2) l'anoikis, (3) le stress physique et (4) l'ischémie/hypoxie. Parmi ces éléments, nous avons évalué le rôle de l'anoikis et de l'hypoxie et nous avons ainsi démontré que ces deux facteurs étaient en partie responsables de la mort des cellules. Dans un second temps, nous avons proposé deux alternatives possibles pour améliorer la survie et le succès des greffes de myoblastes. Une des approches consiste à traiter les myoblastes à un choc thermique avant de les transplanter. Ce traitement a permis d'améliorer le succès des greffes de myoblastes de 4 fois environ. L'exercice physique constitue également une approche qui, associé à une transplantation de cellules myogéniques, potentialise le succès de la transplantation. Par ailleurs, dans le but de faire le suivi des greffes de myoblastes, nous avons développé une technique qui consiste à modifier génétiquement les myoblastes pour qu'ils expriment le transporteur humain du sodium et de l'iode (hNIS). La survie et la prolifération des cellules transplantées sont évaluées en procédant à des injections intrapéritonéale de technétium. On procède ensuite à une radiographie de la région greffée à l'aide d'une camera-y. Nos résultats montrent que la réduction du nombre de myoblastes qui meurent suivant leur transplantation constitue une approche potentielle pour améliorer le succès de greffe.

Le tissu musculaire squelettique contribue considérablement au maintien de l’homéostasie du glucose chez l’humain. Que ce soit en situation postprandiale ou lors d’un travail musculaire, le muscle squelettique capte de grandes quantités de glucose sanguin à des fins d’entreposage ou de production d’énergie. Les voies de signalisation cellulaire impliquées dans la régulation du transport du glucose à l’intérieur de la cellule musculaire sont nombreuses et complexes. En présence de désordres physiologiques et/ou métaboliques, de nombreux médiateurs chimiques et enzymatiques peuvent interagir avec les différentes protéines de ces voies de signalisation et entraîner des perturbations importantes au niveau de l’homéostasie du glucose. Notre première étude nous a permis de confirmer l’implication de la protéine AMPK dans le transport du glucose induit par la contraction musculaire. L’AMPK est un senseur énergétique important activé dans le muscle squelettique au cours d’un effort physique. Toutefois, son rôle dans le transport du glucose induit par la contraction musculaire demeure controversé. Grâce à un modèle murin d’invalidation génétique de l’AMPK spécifique au tissu musculaire et à l’élaboration d’un protocole de contraction ex vivo approprié, nous avons établi l’importance de l’AMPK dans la régulation du transport du glucose. Notre seconde étude nous a permis de démontrer que l’incubation ex vivo prolongée du muscle épitrochléen modifie l’expression du transporteur de glucose GLUT1. Nous avons également observé l’induction de la protéine iNOS et la production du NO. Parallèlement, nous avons mesuré une augmentation de l’expression de GLUT1 à la suite d’une exposition au NO dans un modèle de cellules musculaires ainsi qu’une augmentation du transport basal du glucose. L’ensemble de nos résultats nous permet de consolider le lien causal entre la production du NO et la modulation de l’expression de GLUT1 et potentiellement, le développement de perturbations au niveau du métabolisme du glucose musculaire.

Les thérapies génique et cellulaire sont à l'avant-garde de la recherche sur le traitement des dystrophies musculaires. La thérapie par transfert de myoblastes a été proposée comme traitement potentiel de ces dystrophies et les transplantations de myoblastes ont donné des résultats significatifs. Dans cette optique, une thérapie cellulaire autologue est à favoriser et cette approche implique une modification génétique ex vivo. Cette méthode nécessite une efficacité exemplaire du transfert, de l'implantation et de l'expression de l'ADN recombinant. Les myoblastes du muscle squelettique humain sont cependant plus ou moins réfractaires à certains vecteurs viraux. Nous avons donc procédé à l'étude de l'efficacité de vecteurs dérivés d'un rétrovirus, d'un lentivirus, d'un adénovirus et de virus adéno-associés, dans la transduction d'un transgène dans les myoblastes humains. Nous établissons que les vecteurs rétroviraux et lentiviraux démontrent un potentiel remarquable dans une perspective de thérapie génique ex vivo, dédiée à la musculature squelettique humaine. / Gene and cell therapies are at the forefront of research for the treatment of muscular dystrophies. Myoblast transfer therapy was proposed as a potential treatment for these diseases and myoblast transplantation experiments yielded significant results. In this approach, an autologous cell therapy would be preferable and this implies ex vivo gene therapy. However, gene delivery and expression must be optimal in this context and human myoblast is refractory to some viral vectors. For that reason, we have studied the transduction capacities, on such cells, of viral vectors derived from retrovirus, lentivirus, adenovirus and adeno-associated virus. We concluded that the retroviral and lentiviral vectors are the best suited for ex vivo gene therapy of human skeletal muscle cells dedicated to cell therapy.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / La sarcopénie est caractérisée par la perte progressive et généralisée de la masse et de la force du muscle squelettique lors du vieillissement. Le diagnostic est effectué lorsque la présence de symptômes est observée chez le patient, car aucun outil diagnostique ne permet de dépister son développement. Donc, aucun biomarqueur n'est utilisé pour le diagnostic de cette condition, ce qui pourrait être dû au fait qu'il existe encore des variations quant à la définition et la classification de la sévérité de la sarcopénie. Également, plusieurs sentiers pathophysiologiques impliqués dans la sarcopénie interagissent entre eux et plusieurs autres conditions de santé sont également reliées à son développement, par exemple les désordres métaboliques (obésité, diabète, etc.). Il est donc indispensable de déterminer les voies signalétiques affectées par le vieillissement du muscle squelettique pour ensuite trouver des solutions thérapeutiques pertinentes. À ce jour, le seul traitement contre la sarcopénie est la pratique d'activité physique, ce qui améliore la capacité fonctionnelle. L'objectif de ce projet est donc d'étudier la réponse à l'activité physique volontaire chez la souris lors du vieillissement, ainsi que ses effets sur le profil plasmatique des substrats énergétiques et l'adaptation du muscle squelettique à l'exercice. Des souris C57BL/6J mâles de 6, 12 ou 24 mois ont été hébergées individuellement dans des cages du système DVC pendant 4 semaines. Ensuite, une roue d'exercice a été ajoutée dans les cages pendant les 4 semaines suivantes. Au cours des 4 semaines, la distance parcourue dans les roues a progressivement augmenté pour tous les groupes. Cependant, les souris de 24 mois ont parcouru une distance totale significativement plus faible dans la roue, en plus de courir moins rapidement comparativement aux souris de 6 et 12 mois. Pour le RDI (Regularity Disruption Index,) qui évalue la présence d'activités irrégulières, ainsi que la distance parcourue dans les cages, aucune différence significative entre les groupes d'âge n'a été observée. À la suite de l'exercice, les niveaux de NEFA, de triglycérides et d'insuline ont diminué, alors que la glycémie a augmenté dans le sang. Cependant, des niveaux significativement plus faibles pour le glucose et l'insuline ont été observés chez les souris âgées. L'analyse transcriptomiques des trois muscles squelettiques (Gastrocnemius, Extensor Digitorum Longus et Soleus) supporte une possible altération des profils impliqués dans la régulation de la masse du muscle squelettique, dans la biogenèse mitochondriale ainsi que dans le contrôle de la qualité mitochondriale avec le vieillissement. Les profils d'ARNm évalués suggèrent des altérations dans les voies signalétiques régulant le métabolisme énergétique, l'inflammation, l'oxydoréduction et le stress protéasomal. En conclusion, le groupe de souris âgées démontre que la diminution de la performance d'activité physique volontaire pourrait être dû à une dérégulation des voies signalétiques dans le muscle squelettique. / Sarcopenia is characterized by a progressive and generalized loss of skeletal muscle force and mass during aging. As of today, sarcopenia is diagnosed when patients show symptoms, as no diagnostic tool has been developed to detect sarcopenia in its early stages. To date, the only treatment for sarcopenia is physical activity, which improves functional capacity. So, as of now, no biomarkers are used to diagnose sarcopenia and it is partly because the mechanisms of skeletal aging are not completely known. For example, there are still variations in the definition and classification of the severity of sarcopenia. Also, several pathophysiological pathways involved in sarcopenia interact with each other and several other health conditions are also related to its development, for example metabolic disorders (obesity, diabetes, etc.). It is therefore essential to determine the signaling pathways affected by skeletal muscle aging to find relevant therapeutic solutions. The objective of this project is to study the response to voluntary physical activity in mice during aging, as well as its effects on the plasma profile of energy substrates and the adaptation of skeletal muscle to exercise. Male C57BL/6J mice of 6, 12, or 24 months of age were housed individually in cages in the DVC system for 4 weeks. Then, an exercise wheel was added to the cages for the next 4 weeks. Plasma levels of non-esterified fatty acids (NEFA), triglycerides, glucose, insulin, and corticosterone were measured before and after exercise. Also, transcriptional profiles of Gastrocnemius, Extensor Digitorum Longus and Soleus were evaluated. Over the course of 4 weeks, the distance traveled in the wheels progressively increased for all groups. However, the 24-month-old mice ran for a significantly lower total distance in the wheel and slower speed compared to the 6- and 12-month-oldmice. For the RDI (Regularity Disruption Index), which assesses the presence of irregular activity as well as the distance traveled in the cages, no significant differences were observed. Following exercise, NEFA, triglyceride and insulin levels decreased, while blood glucose levels increased. However, significantly lower levels for glucose and insulin were observed in aged mice. Transcriptomic analysis of the three skeletal muscles shows a possible alteration in the profile implicated in the regulation of skeletal muscle mass, mitochondrial biogenesis, and mitochondrial quality control with aging. The mRNA profiles suggest alteration in the signaling pathways regulatingenergy metabolism, inflammation, oxidation-reduction, and proteasome stress. In conclusion, the decrease in the performance of voluntary wheel activity could be due to dysregulation of signalingpathways in the skeletal muscle. The role of certain genes in the response to exercise during aging remains to be studied.

Certains résultats récents de recherche suggèrent que les atteintes musculosquelettiques s'accompagnent de changements centraux qui pourraient contribuer à la chronicité des déficits. Dans cette thèse, la cartographie cérébrale par stimulation magnétique transcrânienne a été utilisée pour évaluer la présence de changements corticospinaux associés à un changement d'utilisation d'un membre, en contexte expérimental et en présence d'une lésion musculosquelettique réelle. Les résultats obtenus appuient l'existence d'une plasticité cérébrale motrice accompagnant une réduction de l'usage d'un membre. Spécifiquement, les résultats démontrent une diminution de l'excitabilité cortico-spinale dans l'hémisphère contrôlant le membre affecté et dont l'utilisation est réduite. Ce changement d'excitabilité chez les patients a été trouvé associé à la durée de la douleur, suggérant que la chronicité est un facteur d'impact au niveau corticospinal. En plus de ces observations importantes sur le plan clinique, les résultats de cette thèse ont permis certaines avancées sur le plan méthodologique. Ceux-ci démontrent que les cartes corticales de la représentation d'un muscle sont similaires, que celles-ci soient obtenues avec le muscle en actif ou avec le muscle au repos. De plus, la majorité des mesures issues de la stimulation magnétique présente une bonne fidélité test-retest à court- et long-terme. Par ailleurs, bien que la musculature proximale du membre supérieur soit importante du point de vue clinique, celle-ci a fait l'objet de très peu d'études au plan neurophysiologique. Dans cette thèse, cette représentation a été décrite chez des sujets sains aussi bien que chez des patients. Ces données constituent donc une référence importante pour des études subséquentes portant sur des problématiques spécifiques impliquant cette musculature. En somme, la présence d'altérations au sein des représentations centrales du mouvement, en lien avec une diminution d'utilisation d'un membre, suggère qu'une intervention visant les représentations centrales du mouvement, et non uniquement les structures périphériques, pourrait être utile en réadaptation.

[Résumé traduit automatiquement par le site web Reverso : Un problème majeur dans la biologie de cellule souche pour la recherche de base et clinique est l'accessibilité aux cellules souches de sain ou des individus de malade et le maintien(la maintenance) de leur puissance pour l'expérimentation, des écrans de médicament(drogue) thérapeutiques, ou des transplantations. Ici nous rapportons des conditions pour l'isolement de cellules myogenic squelettiques viables et fonctionnelles de l'homme jusqu'à 17 jours et la souris jusqu'à 14 jours post-mortem, significativement au-delà des rapports précédents. Les cellules souches de muscle ont été enrichies dans le mouchoir en papier(le tissu) post-mortem suggérant un avantage de survie sélectif comparé à d'autres types cellulaires. Les transplantations de 4 jour le muscle de souris post-mortem et des cellules souches haematopoietic ont régénéré des mouchoirs en papier(des tissus) solidement. La quiétude cellulaire contribue à cette viabilité de cellule souche de muscle où les cellules adoptent un état inerte réversible caractérisé par l'activité métabolique réduite, une phase de décalage prolongée avant la première division cellulaire et un statut transcriptional moins prêt pour l'engagement. Plus loin(De plus), nous montrons que la réponse de stress(d'accent) de cellules souches à l'environnement post-mortem est NF-? B-independent et que des cellules souches de muscle post-mortem sont caractérisées par les niveaux élevés de ROS, plus haut mitochondrial le contenu d'ADN et l'activité inférieure d'oxyde super dismutases, pourtant ils ne montrent(n'affichent) pas de changements(monnaies) de niveaux de redox. Finalement, l'hypoxie sévère(grave), ou l'anoxie sont critiques pour maintenir(entretenir) la viabilité de cellule souche et la capacité régénératrice robuste. Ces découvertes ont des implications majeures pour des études fondamentales et cliniques sur des cellules souches et ils peuvent aussi être prolongés(étendus) à d'autres systèmes de cellule souche de normal et des patients de malade (comme un exemple que nous avons aussi montré que des cellules souches hematopoietic survivent pendant une période prolongée(étendue) après la mort dans des mouchoirs en papier(des tissus) et restent fonctionnelles in vivo).] / A major issue in stem cell biology for basic and clinical research is the accessibility to stem cells from healthy or diseased individuals, and the maintenance of their potency for experimentation, therapeutic drug screens, or transplantations. Here we report conditions for the isolation of viable and functional skeletal myogenic cells from human up to 17 days, and mouse up to 14 days post mortem, significantly beyond previous reports. Muscle stem cells were enriched in post mortem tissue suggesting a selective survival advantage compared to other cell types. Transplantations of 4 day post mortem mouse muscle and haematopoietic stem cells regenerated tissues robustly. Cellular quiescence contributes to this muscle stem cell viability where cells adopt a reversible dormant state characterised by reduced metabolic activity, a prolonged lag phase before the first cell division, and a transcriptional status less primed for commitment. Further, we show that the stress response of stem cells to the post mortem environment is NF-κB-independent, and that post mortem muscle stem cells are characterised by elevated levels of ROS, higher mitochondrial DNA content, and lower activity of super oxide dismutases, yet they do not display changes in redox levels. Finally, severe hypoxia, or anoxia is critical for maintaining stem cell viability and robust regenerative capacity. Ces découvertes ont des implications majeures pour des études fondamentales et cliniques sur des cellules souches et ils peuvent aussi être prolongés(étendus) à d'autres systèmes de cellule souche de normal et des patients de malade (comme un exemple que nous avons aussi montré que des cellules souches hematopoietic survivent pendant une période prolongée(étendue) après la mort dans des mouchoirs en papier(des tissus) et restent fonctionnelles in vivo).

Le muscle strié squelettique est un tissu richement vascularisé. Cependant, les vaisseaux ne sont pas seulement des pourvoyeurs d'oxygène et de nutriments, mais participent activement à l'homéostasie tissulaire en interagissant avec les cellules souches musculaires. La Dystrophie Musculaire de Duchenne (DMD) est une pathologie associée à un dommage musculaire, des cycles de nécrose/régénération, un remodelage tissulaire et une plasticité vasculaire. Nous avons en effet, démontré par des études in vivo un défaut d'organisation du réseau vasculaire en 3D grâce au croisement entre une souris mdx et une souris Flk1-GFP (modèle murin de la DMD fluorescente pour les cellules endothéliales), ainsi qu'une atteinte histologique du réseau vasculaire (analyse quantitative et morphométrique des vaisseaux) incluant un défaut de vascularisation des fibres musculaires. L'atteinte histologique est associée à un défaut de perfusion du muscle que nous avons démontré en RMN (résonnance magnétique nucléaire), une technique sophistiquée et non invasive nous permettant d’étudier à la fois la perfusion et le métabolisme énergétique. Dans le modèle du muscle strié squelettique, qui régénère complètement après une lésion, l'angiogenèse et la myogenèse sont concomitantes. Notre hypothèse générale est que le couplage entre myogenèse et angiogenèse est altéré dans les myopathies dégénératives mais leurs mécanismes cellulaires et moléculaires restent mal connus. Nos travaux ont mis en évidence l'existence d'un couplage cellulaire et moléculaire fonctionnel entre la myogenèse et l'angiogenèse en utilisant des modèles in vitro et in vivo dans lesquels les cellules endothéliales (ECs) et les cellules précurseurs myogéniques (MPCs) sont associées. Nos résultats montrent que MPCs et ECs s'attirent réciproquement, suggérant la sécrétion de facteurs chimiotactiques spécifiques. Les ECs stimulent fortement l'entrée des cellules souches du muscle dans le programme de différenciation myogénique (prélude indispensable à la formation des structures multinucléées et contractiles). Nous avons également démontré, grâce à une technique de coculture en 3 dimensions, que les MPCs présentent un potentiel pro-angiogénique important, permettant la formation de structures vasculaires différenciées. Ces résultats ont été validés in vivo (angiogenèse en plug sous-­‐cutanés) et démontrent ainsi que la myogenèse et l'angiogenèse sont des processus couplés au cours de la régénération musculaire. Nous avons identifié trois déterminants moléculaires mis en jeu, suite à l’analyse d’un transcriptome des cellules souches musculaires et des cellules endothéliales, isolées à partir du muscle à différents temps au cours de la régénération. Ces données indiquent que l'environnement vasculaire contrôle le destin des cellules souches musculaires, qui en retour, interagissent sur leur environnement proche. Par ces interactions, les cellules vasculaires jouent donc un rôle central dans le remodelage tissulaire après un phénomène destructif. Ce travail montre pour la première fois que l'organisation et la fonction des vaisseaux sont altérées au cours des pathologies musculaires dégénératives et l'importance des interactions entre cellules souches du parenchyme et cellules endothéliales des vaisseaux dans la régulation de l'homéostasie tissulaire, et ouvrent une réflexion sur la prise en compte du processus d'angiogenèse associé étroitement à la réparation tissulaire – ici la myogenèse – dans une perspective thérapeutiques. / Skeletal muscle is highly vascularized and has the outstanding capacity to regenerate ad integrum after an injury. Beyond oxygen and nutriment supply, new functions for vessels have been recently identified, through the interactions vessel cells establish with muscle stem cells. Duchenne Muscular Dystrophy is characterized by the lack of dystrophin, a sarcolemma anchoring protein, and by cycles of necrosis/regeneration, tissue and vessel remodeling that lead to progressive loss of muscle force. In this severe context, our aim was to decipher alterations of the vascular network structural organization and better understand the functional repercussions on the muscle tissue. We performed a confrontation between morphological and functional approaches using a non-invasive protocol. Histology and morphometry were performed using Flk1GFP/+ crossed with mdx mice (model for the human DMD where all blood vessels express GFP). Multiparametric and functional nuclear magnetic resonance consisted in simultaneous acquisition of arterial spin labelling imaging of perfusion and 31P spectroscopy of phosphocreatine kinetic. We demonstrated for the first time that the vascular system displayed marked alterations in 12 month--‐old mdx mice, more specifically at the capillary scale. Histological results confirmed these observations showing strong perturbations of the microvascular network that are directly linked to the muscle lesions. In parallel, we analyzed the repercussions of these disruptions on skeletal muscle physiology. Our results demonstrated that after a hypoxic stress, blood perfusion was decreased in mdx mouse. During skeletal muscle regeneration, myogenic precursor cells (MPCs) interact with neighboring cells to expand and differentiate. Among them, endothelial cells (ECs) have to be considered. Their close proximity suggests that myogenesis and angiogenesis take place together during muscle regeneration. Our aim was to investigate the existence of such a coupling and to identify the underlying molecular mechanisms. We demonstrated a functional interplay between the two cell types as both cells attracted each other, suggesting the secretion of specific attractive factors. ECs strongly stimulated MPC differentiation and using 3D co-cultures, we revealed that MPCs promoted angiogenesis. These results were validated in vivo using matrigel plug assay. By analyzing transcriptomic from ECs and MPCs sorted at different time points during muscle regeneration, we evidenced and validated the role of the 3 novel molecules regulating angiogenesis/myogenesis coupling: Apelin, Oncostatin M and Periostin, that each plays specific roles during early and late phases of muscle regeneration. Thus, interactions between vessel cells and MPCs seem to play a central role in the tissue remodeling after an injury. Collectively our results point out, for the first time, strong perturbations of the vascular network with functional repercussions on muscle tissue perfusion in dystrophinopathic muscle. In light of our results evidencing the coupling between myogenesis and angiogenesis during skeletal muscle regeneration, due to the specific interactions between ECs and MPCS, it is likely that, coupling between myogenesis and angiogenesis could be affected in pathological context.