Universiẗat, Diss., 1999--Bochum. / Lizenzpflichtig.

La maladie de Steinert ou dystrophie myotonique de type 1 (DM1), dystrophie musculaire la plus commune chez l’adulte, est causée par l’expansion instable de triplets CTG dans la région 3’ non traduite du gène DMPK (Dystrophia Myotonica Protein Kinase). Cette maladie multisystémique, affectant principalement les muscles squelettiques et le cœur, est liée à l’épissage. En effet, les CUG exp forment des structures secondaires dans le noyau capables de séquestrer la protéine MBNL1, facteur d’épissage alternatif. En parallèle, un autre facteur d’épissage alternatif, CELF1 est stabilisé. La dérégulation de la balance entre ces deux protéines cause des défauts d’épissage, responsables de certains symptômes de la maladie, comme la myotonie, des défauts de conduction cardiaque et une résistance à l’insuline, causés respectivement par l’épissage aberrant du canal chlorure Clcn1, du canal sodique SCN5A et du récepteur à l’insuline IR. De plus, des dérégulations indépendantes de l’épissage sont aussi mises en jeu dans la DM1 mais leur responsabilité dans l’apparition des symptômes de la maladie reste à identifier. Pour identifier des dérégulations transcriptionnelles indépendantes de l’épissage mais liées à la progression et à la sévérité des symptômes, nous avons généré de nouveaux modèles drosophile de la DM1 avec un nombre croissant de répétitions CTG. Ces modèles étudiées au stade larvaire récapitulent les caractéristiques majeures de la DM1 : la formation de foci et une hypercontractilité musculaire. De plus, nous avons identifié dans ce modèle des dérégulations géniques indépendantes de l’épissage mais dépendantes du nombre de répétitions CTG. Notamment, une atténuation de Gbe1, codant pour une enzyme de branchement du glycogène pourrait participer aux phénotypes musculaires. Afin d’étudier les symptômes cardiaques de la maladie qui touchent 80% des patients et représentent la deuxième cause de mortalité, nous avons utilisé le modèle DM1 de drosophile développé dans notre équipe, et réalisé des analyses physiologiques cardiaques sur des mouches adultes qui expriment 960 CTG dans le cœur (Hand>DM1 960 ), un ARNi pour Mbl, l’orthologue de MBNL1, ou qui surexpriment l’orthologue de CELF1, Bru-3. Ces trois modèles DM1 reproduisent les symptômes cardiaques majeurs observés chez les patients comme des défauts de conduction, de l’arythmie (fibrillation) ou encore une cardiomyopathie dilatée. Afin d’identifier des dérégulations géniques susceptibles d’être responsables de ces défauts, nous avons réalisé une analyse transcriptomique par séquençage ARN après collection de l’ARN spécifique du cœur par la technique du TU-tagging. Les gènes dérégulés identifiés dans ces contextes ont été classés en fonction de leur conservation et du niveau de dérégulation. Parmi eux, la surexpression dans le cœur adulte de Straightjacket (Stj), l’orthologue de CACNA2D4 qui code pour une sous-unité d’un canal calcique voltage- dépendant, cause des défauts de conduction et de la fibrillation, mimant ce qui a été observé en contexte DM1 960 et gain de fonction pour Bru-3. Dans l’avenir, nous aimerions confirmer son implication dans la physiologie cardiaque et en particulier dans la DM1 en analysant son expression chez les patients présentant des défauts cardiaques similaires. / The most common muscular dystrophy found in adults, Steinert disease or Myotonic Dystrophy Type 1 (DM1) is caused by an unstable CTG repeat expansion in the 3’ untranslated region of the Dystrophia Myotonica Protein Kinase (DMPK) gene. This multisystemic disease, affecting particularly skeletal muscles and the heart, is called a spliceopathy because it involves the sequestration of the MBNL1 splicing factor by the expanded CUG-carrying transcripts and the stabilization of the CELF1 splicing factor. The misbalance of these two factors is responsible for splicing defects that cause most of the disease symptoms, like myotonia, conduction defects and arrhythmia but also insulin resistance, respectively associated to missplicing of Clcn1, SCN5A and IR. Moreover, DM1 toxicity is also associated to splice-independent deregulations but their link to disease symptoms remain poorly understood. To identify transcriptional deregulations independent of splicing and associated to disease progression and severity, we generated new DM1 Drosophila models with increasing number of CTG repeats. These larval models recapitulated the main DM1 muscular symptoms such as hypercontractility and foci formation and allowed us identifying gene deregulations independent of splicing. Among them, Gbe1 coding for a glycan branching enzyme is attenuated in the DM1 context in a CTG-repeat dependant manner and could participate in the severity of muscle phenotypes. To better understand the causes of cardiac symptoms that represent the second cause of death and affecting 80% of DM1 patients, we took advantage of our DM1 inducible Drosophila model and performed phenotypic analyses on the heart of adult flies expressing: 960 CTG specifically in the heart (Hand>DM1 960 ), a RNAi for the Drosophila MBNL1 orthologue (Muscleblind, Mbl) or overexpressing the CELF1 orthologue (Bruno-3, Bru3). These DM1 adult models display conduction abnormalities, arrhythmicity (fibrillation) and dilated cardiomyopathy (DCM). Thus, these three pathogenic contexts recapitulated collectively the main DM1 cardiac symptoms and prompted us to perform transcriptional profiling to identify symptom’s-associated gene deregulations. To identify new molecular actors responsible for the DM1 associated heart defects, we performed cardiac cell-specific transcriptional analyses by RNA-sequencing, using TU-tagging technique. Then, we selected deregulated candidate genes that could be linked to the particular observed phenotypes and ranked depending on their conservation and deregulation level. Among them, increased expression of Straightjacket (Stj), the CACNA2D4 orthologue, encoding a subunit of voltage- dependent calcium channel results in fibrillation and conduction defects, thus mimicking cardiac symptoms found in DM1 960 and Bru-3 gain of function contexts in which it was up- regulated. Whether identified candidates are deregulated in DM1 patients displaying cardiac abnormalities remains to be tested.

L'adaptation à la maladie chronique et évolutive est un phénomène complexe mettant en jeu des facteurs physiologiques, psychologiques et sociaux. L'évaluation d'un tel processus chez un sujet, ou au sein d'une population donnée, requiert une approche intégrative. Nous pensons que la dystrophie myotonique de Steinert (DM1) constitue un modèle pertinent pour aborder l'approche biopsychosociale de l'ajustement à l'adversité, car cette pathologie neuromusculaire d'origine génétique a des conséquences sur ces trois dimensions. Sur la base des données de la littérature, nous avons posé l'hypothèse que le trouble de l'humeur dépressive, dans la DM1, était un phénomène réactionnel à la maladie progressivement invalidante, en raison de l'utilisation de stratégies de « coping » inopérantes. De plus, nous avons postulé que les sujets atteints de DM1 présenteraient une altération significative, sur le plan intellectuel et au niveau des fonctions exécutives, que des sujets atteints d'une autre maladie neuromusculaire sans atteinte connue du système nerveux central (la myopathie facio-scapulo-humérale, FSH), et que des sujets contrôles issus de la population générale. Enfin, considérant l'impact des troubles thymiques et des altérations cognitives sur les capacités d'adaptation des sujets DM1, nous avons fait l'hypothèse que les sujets DM1 estimeraient que leur qualité de vie est diminuée, autant sur la sphère physique que la sphère psychologique. Nous avons donc analysé le rôle des facteurs génétiques, cliniques, cognitifs, émotionnels, affectifs et sociaux, et leur influence sur la qualité de vie, auprès de 41 sujets atteints de dystrophie myotonique de Steinert, et de 19 sujets atteints de myopathie facio-scapulo-humérale. Nous avons comparé ces évaluations avec les résultats d'un groupe contrôle, constitué de 20 sujets sans maladie chronique, issu de la population générale. Nos résultats mettent en avant, d'une part, que les sujets DM1 ont, en moyenne, un niveau intellectuel global qui se situe dans la norme inférieure, et qui est significativement inférieur à celui de la population générale et du groupe témoin FSH ; ainsi que des altérations spécifiques des capacités d'attention/concentration. De plus, les sujets DM1 adultes présentent une apathie plus fréquente et plus intense que les deux autres groupes. Nos résultats permettent de faire l'hypothèse que l'apathie, caractéristique spécifique des sujets DM1, serait d'origine organique dans cette pathologie. Il s'agit d'une piste de réflexion qui mérite d'être approfondie dans de prochains travaux, notamment en y associant l'utilisation de techniques modernes d'imagerie. D'autre part, nous observons, dans la DM1, que la dépression est un symptôme fréquent. Près de 22% des sujets DM1 de notre étude remplissent les critères d'un épisode dépressif majeur actuel. L'humeur y est le plus souvent modifiée, et certains sujets présentent même des idées suicidaires. Néanmoins, l'intensité de cette symptomatologie est, si nous considérons l'ensemble du groupe DM1, légère à modérée. On retrouve des modifications émotionnelles de type « émoussement affectif » et « dyscontrôle et hyper-émotionnalité ». L'intensité dépressive est corrélée à l'augmentation du handicap fonctionnel. Elle est indépendante, statistiquement, des facteurs génétiques et neuropsychologiques. Enfin, elle est associée à l'utilisation de stratégies de coping « centrées sur l'émotion ». Ce type de coping est connu, par ailleurs, pour être peu opérant dans l'adaptation aux maladies chroniques. Inversement, le coping « centré sur le problème » est corrélé à une meilleure estime de soi et à des degrés moindres de dépression. Ces résultats sont en faveur de l'hypothèse que les troubles thymiques sont, dans la DM1, la conséquence secondaire d'une affection chronique incurable et évolutive, en raison de l'utilisation de stratégies d'adaptation non opérantes. Dans la DM1, les troubles anxieux et dépressifs, la diminution de l'estime de soi et l'augmentation de la fatigue subjective sont des facteurs inter-corrélés et associés à une moins bonne adaptation sociale et une moins bonne qualité de vie dans les domaines physique et psychologique. Enfin, au-delà de l'opposition classique entre facteurs primaires et secondaires, ou celle d'une origine neurologique versus origine psychique, nous observons, à travers nos résultats, les interactions entre émotions, cognition et adaptation au stress causé par une maladie évolutive. En effet, alors que les sujets atteints de FSH modifient leur utilisation du coping, au fur et à mesure que la maladie évolue, les sujets DM1, eux, utilisent toujours les mêmes types de stratégies, quelle que soit l'étape de leur maladie. Au sein de ce groupe de sujets atteints de DM1, ce sont les personnes qui présentent une altération cognitive significative (intellectuelle et exécutive) qui utilisent préférentiellement un coping de type émotionnel, associé à des perturbations thymiques. Ainsi, nous pensons que lorsque les substrats cognitifs, qui sous-tendent les capacités d'appréciation et de flexibilité des ressources nécessaires à un ajustement opérant sont altérés, les sujets présentent une plus grande vulnérabilité au développement de troubles affectifs. Les résultats de notre étude soulignent l'importance d'un travail de remédiation sur les stratégies de coping et les modes de réactivité au stress, selon les déterminants propres au sujet (comme par exemple l'anxiété-trait). Ils témoignent aussi de la nécessité d'être attentif, dans la prise en charge des patients DM1, aux périodes critiques d'évolution de la maladie. Il est important, aussi bien pour les aidants et les familles, que pour les cliniciens, d'apporter, dans ces périodes, d'autant plus de présence, d'écoute et d'attention.

O gene DMPK (Dystrophia Myotonica-Protein Kinase) humano está localizado no locus 19q13.3, sendo dividido em 15 éxons, com uma região polimórfica de repetições CTG em sua região 3’ não traduzida. Indivíduos normais apresentam de 5 a 34 repetições CTG. Indivíduos com alelos com mais de 50 repetições CTG apresentam distrofia miotônica tipo 1 (DM1), uma doença multissistêmica de herança autossômica dominante. Os sintomas incluem miotonia, fraqueza muscular progressiva, hipogonadismo, entre outros. Neste trabalho, a distribuição dos alelos do gene DMPK em indivíduos controles foi estabelecida em duas populações (brasileira e peruana), por meio de PCR convencional utilizando iniciadores fluorescentes e repeat-primed PCR. O protocolo confirmou 93 casos não relacionados de DM1 (76 brasileiros e 17 peruanos) após a análise de 224 amostras com suspeita clínica. A distribuição e as frequências dos alelos normais foram estabelecidas em ambas as populações e os alelos mais frequentes foram 5 (frequência = 0,326) e 13 (frequência = 0,545) repetições de CTG em brasileiros e peruanos, respectivamente. A frequência de alelos normais grandes (aqueles com mais de 45 repetições CTGs) foi de 9% e 4% em brasileiros e peruanos, respectivamente. Neste trabalho é descrita a análise molecular de DM1 na maior coorte brasileira até o momento e é o primeiro trabalho em que foi analisada a população peruana. A distribuição e a frequência de alelos normais também foram estabelecidas e alelos mutáveis foram detectados entre os indivíduos controles. / The human DMPK (Dystrophia Myotonica-Protein Kinase) gene is located at 19q13.3 locus, being organized into 15 exons, with a polymorphic tract of CTG repeats in its 3' untranslated region. Normal individuals have 5-34 CTG repeats. Individuals carrying alleles with more than 50 CTG repeats have myotonic dystrophy type 1 (DM1), a multisystemic disease of autosomal dominant inheritance. Symptoms include myotonia, progressive muscle weakness, hypogonadism, among others. Disease prevalence is variable among populations and may be related to the frequency of large normal alleles (those with more than 18 CTG repeats). Here we determined here the distribution of alleles of DMPK gene in healthy and DM1 patients in Brazilian and Peruvian populations, through conventional PCR using fluorescent primers and repeat-primed PCR. This protocol confirmed 93 unrelated cases of DM1 (76 Brazilians and 17 Peruvians) following the analysis of 224 samples with clinical suspicion. Distribution and frequencies of normal alleles were also established in both populations and the most frequent alleles were 5 (frequency of 0.326) and 13 (frequency of 0.545) CTG repeats in Brazilians and Peruvians, respectively. Frequency of large normal alleles (those with more than 45 CTG repeats) was established to be 9% and 4% in Brazilians and Peruvians, respectively. This report describes molecular analysis of DM1 in the largest Brazilian cohort so far, and is the first to report any data in the Peruvian population. Distribution and frequency of normal alleles were also established and mutable alleles were detected among controls.

O gene DMPK (Dystrophia Myotonica-Protein Kinase) humano está localizado no locus 19q13.3, sendo dividido em 15 éxons, com uma região polimórfica de repetições CTG em sua região 3’ não traduzida. Indivíduos normais apresentam de 5 a 34 repetições CTG. Indivíduos com alelos com mais de 50 repetições CTG apresentam distrofia miotônica tipo 1 (DM1), uma doença multissistêmica de herança autossômica dominante. Os sintomas incluem miotonia, fraqueza muscular progressiva, hipogonadismo, entre outros. Neste trabalho, a distribuição dos alelos do gene DMPK em indivíduos controles foi estabelecida em duas populações (brasileira e peruana), por meio de PCR convencional utilizando iniciadores fluorescentes e repeat-primed PCR. O protocolo confirmou 93 casos não relacionados de DM1 (76 brasileiros e 17 peruanos) após a análise de 224 amostras com suspeita clínica. A distribuição e as frequências dos alelos normais foram estabelecidas em ambas as populações e os alelos mais frequentes foram 5 (frequência = 0,326) e 13 (frequência = 0,545) repetições de CTG em brasileiros e peruanos, respectivamente. A frequência de alelos normais grandes (aqueles com mais de 45 repetições CTGs) foi de 9% e 4% em brasileiros e peruanos, respectivamente. Neste trabalho é descrita a análise molecular de DM1 na maior coorte brasileira até o momento e é o primeiro trabalho em que foi analisada a população peruana. A distribuição e a frequência de alelos normais também foram estabelecidas e alelos mutáveis foram detectados entre os indivíduos controles. / The human DMPK (Dystrophia Myotonica-Protein Kinase) gene is located at 19q13.3 locus, being organized into 15 exons, with a polymorphic tract of CTG repeats in its 3' untranslated region. Normal individuals have 5-34 CTG repeats. Individuals carrying alleles with more than 50 CTG repeats have myotonic dystrophy type 1 (DM1), a multisystemic disease of autosomal dominant inheritance. Symptoms include myotonia, progressive muscle weakness, hypogonadism, among others. Disease prevalence is variable among populations and may be related to the frequency of large normal alleles (those with more than 18 CTG repeats). Here we determined here the distribution of alleles of DMPK gene in healthy and DM1 patients in Brazilian and Peruvian populations, through conventional PCR using fluorescent primers and repeat-primed PCR. This protocol confirmed 93 unrelated cases of DM1 (76 Brazilians and 17 Peruvians) following the analysis of 224 samples with clinical suspicion. Distribution and frequencies of normal alleles were also established in both populations and the most frequent alleles were 5 (frequency of 0.326) and 13 (frequency of 0.545) CTG repeats in Brazilians and Peruvians, respectively. Frequency of large normal alleles (those with more than 45 CTG repeats) was established to be 9% and 4% in Brazilians and Peruvians, respectively. This report describes molecular analysis of DM1 in the largest Brazilian cohort so far, and is the first to report any data in the Peruvian population. Distribution and frequency of normal alleles were also established and mutable alleles were detected among controls.

O gene DMPK (Dystrophia Myotonica-Protein Kinase) humano está localizado no locus 19q13.3, sendo dividido em 15 éxons, com uma região polimórfica de repetições CTG em sua região 3’ não traduzida. Indivíduos normais apresentam de 5 a 34 repetições CTG. Indivíduos com alelos com mais de 50 repetições CTG apresentam distrofia miotônica tipo 1 (DM1), uma doença multissistêmica de herança autossômica dominante. Os sintomas incluem miotonia, fraqueza muscular progressiva, hipogonadismo, entre outros. Neste trabalho, a distribuição dos alelos do gene DMPK em indivíduos controles foi estabelecida em duas populações (brasileira e peruana), por meio de PCR convencional utilizando iniciadores fluorescentes e repeat-primed PCR. O protocolo confirmou 93 casos não relacionados de DM1 (76 brasileiros e 17 peruanos) após a análise de 224 amostras com suspeita clínica. A distribuição e as frequências dos alelos normais foram estabelecidas em ambas as populações e os alelos mais frequentes foram 5 (frequência = 0,326) e 13 (frequência = 0,545) repetições de CTG em brasileiros e peruanos, respectivamente. A frequência de alelos normais grandes (aqueles com mais de 45 repetições CTGs) foi de 9% e 4% em brasileiros e peruanos, respectivamente. Neste trabalho é descrita a análise molecular de DM1 na maior coorte brasileira até o momento e é o primeiro trabalho em que foi analisada a população peruana. A distribuição e a frequência de alelos normais também foram estabelecidas e alelos mutáveis foram detectados entre os indivíduos controles. / The human DMPK (Dystrophia Myotonica-Protein Kinase) gene is located at 19q13.3 locus, being organized into 15 exons, with a polymorphic tract of CTG repeats in its 3' untranslated region. Normal individuals have 5-34 CTG repeats. Individuals carrying alleles with more than 50 CTG repeats have myotonic dystrophy type 1 (DM1), a multisystemic disease of autosomal dominant inheritance. Symptoms include myotonia, progressive muscle weakness, hypogonadism, among others. Disease prevalence is variable among populations and may be related to the frequency of large normal alleles (those with more than 18 CTG repeats). Here we determined here the distribution of alleles of DMPK gene in healthy and DM1 patients in Brazilian and Peruvian populations, through conventional PCR using fluorescent primers and repeat-primed PCR. This protocol confirmed 93 unrelated cases of DM1 (76 Brazilians and 17 Peruvians) following the analysis of 224 samples with clinical suspicion. Distribution and frequencies of normal alleles were also established in both populations and the most frequent alleles were 5 (frequency of 0.326) and 13 (frequency of 0.545) CTG repeats in Brazilians and Peruvians, respectively. Frequency of large normal alleles (those with more than 45 CTG repeats) was established to be 9% and 4% in Brazilians and Peruvians, respectively. This report describes molecular analysis of DM1 in the largest Brazilian cohort so far, and is the first to report any data in the Peruvian population. Distribution and frequency of normal alleles were also established and mutable alleles were detected among controls.