Identification de composés pharmacologiques augmentant le relâchement calcique dans les cellules musculaires

Le mardi 26 juillet 2022, Lauriane TRAVARD soutiendra sa thèse intitulée "Identification de composés pharmacologiques augmentant le relâchement calcique dans les cellules musculaires".

Cette thèse a été dirigée par Isabelle MARTY de l'équipe "Myologie cellulaire et pathologies".

Composition du jury :

• Maud FRIEDEN, Professeur associé, Université de Genève - Rapporteur
• Vincent GACHE, Chargé de recherche, Institut NeuroMyoGène - Rapporteur
• François BOUCHER, Professeur des universités, Université Grenoble Alpes - Examinateur et Président du jury
• Corinne ROUCARD, Docteur en sciences, Synapcell - Examinatrice
• Isabelle MARTY, Directeur de Recherche, Grenoble Institut des Neurosciences - Directrice de thèse
• Laurent PELLETIER, Maître de conférence - Praticien hospitalier, Université Grenoble Alpes - Co-directeur de thèse

Résumé :

La contraction musculaire est un processus complexe qui comprend plusieurs étapes. Une stimulation provenant du motoneurone provoque d’abord une dépolarisation de la membrane plasmique de la fibre musculaire. Cette dépolarisation se propage jusqu’à la triade, une structure constituée d’une invagination de la membrane plasmique (le tubule T) flanquée de deux citernes terminales de réticulum sarcoplasmique. La dépolarisation active un canal calcique situé dans le tubule T, le récepteur des dihydropyridines (DHPR). Celui-ci active un second canal calcique situé dans la membrane du réticulum, auquel il est mécaniquement couplé, le récepteur de la ryanodine (RyR1). L’ouverture du canal RyR1 conduit à un relâchement de calcium du réticulum vers le cytosol à l’origine du glissement des filaments contractiles au niveau des sarcomères et donc la contraction musculaire. Les mutations de RYR1, qui sont très nombreuses, provoquent des altérations de l’expression ou de la fonction de RyR1 qui résultent en une diminution du relâchement calcique et causent des pathologies musculaires appelées « myopathies liées à RYR1 » (ou RYR1-related myopathies, RYR1-RM). Le principal symptôme est un défaut de force musculaire de sévérité variable. Il n’existe actuellement aucun traitement pour ces pathologies, bien que plusieurs approches thérapeutiques soient en cours d’investigation. C'est dans ce contexte que nous avons ciblé les altérations du relâchement calcique, que l'on retrouve chez une majorité de patients, quelle que soit la mutation.
L’objectif de ce travail de thèse était d’identifier des petites molécules chimiques capables de restaurer le relâchement calcique dans des cellules musculaires issues de patients atteints de RYR1-RM, et ce peu importe la mutation.
Dans un premier temps, nous avons étudié l’effet du fulvestrant, un inhibiteur de la voie estrogénique, sur le relâchement calcique de cellules musculaires humaines et murines et sur la force musculaire dans un modèle murin de RYR1-RM développé par notre équipe. Le fulvestrant retarde l’évolution de la perte de force chez les souris mâles uniquement et améliore le relâchement calcique dans les cellules murines. Cependant, il n’a aucun effet sur les cellules humaines.
Dans un second temps, nous avons mis au point une méthode de criblage permettant de tester rapidement un grand nombre de molécules et criblé une chimiothèque de 9 252 molécules sur une lignée immortalisée de cellules musculaires d’un patient myopathe. Les hits ont été validés statistiquement, et plusieurs d’entre eux sont efficaces sur une lignée immortalisée issue d’un second patient myopathe porteur d’une mutation différente, ainsi que sur des cellules primaires issues de notre modèle murin de RYR1-RM. Nous avons finalement sélectionné deux des molécules les plus prometteuses, 38D12 et 64E5, et initié la caractérisation de leur mécanisme d’action. Nous avons mis en évidence que 38D12 agit a priori en amont du couplage DHPR/RyR1, alors que 64E5 augmente les stocks calciques libérables du réticulum sarcoplasmique par le biais de l’augmentation de la recapture du calcium. Nous avons ensuite étudié les propriétés pharmacocinétiques de ces molécules. Nous nous dirigeons à présent vers une démarche de validation pré-clinique des molécules.