L'amyotrophie spinale est une maladie neuromusculaire causée par la mutation ou la délétion du gène de survie du motoneurone 1 (SMN1), qui entraîne la perte de l'expression de la protéine SMN. La protéine SMN est exprimée de manière ubiquitaire et joue de nombreux rôles notamment dans la réplication de l'ADN, le métabolisme de l'ARN et la réparation de l'ADN. L'amyotrophie spinale est principalement considérée comme une maladie du motoneurone, mais, en raison de ses divers rôles et de son expression ubiquitaire, la perte de la protéine SMN entraîne une pathologie systémique impliquant plusieurs organes au-delà des motoneurones. On a notamment observé un dysfonctionnement de la myogenèse dans les muscles squelettiques des patients et une atrophie des myofibres. Cependant, la manière dont la perte de SMN provoque ces défauts reste mal compris, ce qui souligne la nécessité de mener davantage d'études sur le rôle intrinsèque de la perte de SMN dans les organes périphériques, peu ciblés par les thérapies actuelles. Pour mieux comprendre les effets intrinsèques de la perte de SMN sur la myogenèse, j'ai caractérisé trois lignées cellulaires de myoblastes SMA de type II ainsi que des myoblastes contrôles in vitro. L'analyse du séquençage de l'ARN des myoblastes SMA a révélé une légère activation de la réponse immunitaire innée ainsi qu'une forte activation des voies de stress, des dommages à l'ADN et de la réplication de l'ADN, confirmée par la présence de 53BP1 et d'une phosphorylation accrue des histones H2AX. Il a été démontré précédemment que les fibroblastes et les motoneurones de patients atteints de SMA de type I présentent une accumulation de R-loops, et que ces structures contribuent à la mort des motoneurones. Les R-loops sont des structures à trois brins composés d'hybride ARN:ADN et d'un brin d'ADN simple déplacé (ADNss). Lorsqu'elles sont mal régulées, elles interfèrent avec la réplication, la réparation et la transcription de l'ADN, provoquant l'instabilité du génome, y compris des dommages à l'ADN. En effet, j'ai validé l'accumulation de dommages à l'ADN et la formation de R-loops dans les myoblastes. Il est intéressant de noter que, contrairement aux motoneurones de la SMA, cette accumulation ne conduit pas à la mort cellulaire. Cependant, au cours de la différenciation, j'ai observé divers défauts de différenciation, notamment: une fusion myonucléaire altérée, une élongation des myotubes compromise et une diminution de la surface des myotubes. Cela s'est accompagné d'une activation de la réponse immunitaire innée par le biais de la voie de signalisation cGAS-STING. De même, l'activation immunitaire innée était également présente dans les biopsies musculaires paravertébrales des patients atteints de SMA de type II. Le traitement des myoblastes contrôle avec un agoniste cGAS-STING a récapitulé reproduit les déficits de fusion myonucléaire et de maturation des myotubes. L'analyse des muscles squelettiques postnatals dans le modèle murin SMNΔ7 de la SMA a révélé une augmentation des lésions de l'ADN (indiqué par une phosphorylation élevée de γH2AX) et une accumulation de R-loops au cours lors des premiers stades de la maladie. Cependant, aucune réponse immunitaire innée n'a été observée, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'une caractéristique spécifique au développement ou à la régénération des muscles embryonnaires. En résumé, mes résultats démontrent que la perte de SMN entraine une altération cellulaire intrinsèque dans les myoblastes et que le dysfonctionnement musculaire ne résulte pas uniquement d'une altération de l'innervation. De plus, je propose un modèle dans lequel la perte de SMN dans les progéniteurs musculaires provoque une inflammation stérile et des défauts de fusion consécutifs, suggérant ainsi une nouvelle voie thérapeutique potentielle dans la SMA, en complément des thérapies actuelles ciblant le système nerveux central.
Sabrina Mazzucchi (Mon,) studied this question.