Comparison of myogenic and osmotic dysfunction across Duchenne Muscular Dystrophy models

Diplôme Master Comparison of myogenic and osmotic dysfunction across Duchenne Muscular Dystrophy models eng 2025-09-01 2025-08-31 author Genneret Nathan Axel 928444 director Frieden Maud 0000-0001-7135-0874 45900 Département de physiologie cellulaire et métabolisme (PHYME) 88 <p>Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a prevalent and severe neuromuscular disorder resulting from the absence of dystrophin, leading to progressive muscle fiber degeneration. The absence of this key protein disrupts the dystrophin-associated protein complex (DAPC), resulting in the misregulation of multiple cellular pathways, including inflammation, impaired signalization, oxidative stress and calcium homeostasis. Given the complexity of the disease, robust cellular models are essential for investigating its underlying mechanisms.</p> <p>In this study, our primary aim was to establish and characterize three distinct DMD-depleted myoblast models and to compare their pathological phenotypes. Our models included two immortalized cell lines. One was derived from a patient with a dystrophin gene deletion, and the other had DMD expression silenced using an inducible shRNA. A third model was obtained by transfecting primary myoblasts from healthy donors with a siDMD. We assessed their myotube formation and maturation, focusing on the expression of MEF2C by immunofluorescence, RT-qPCR and western blot, as well as structural integrity using α-actinin staining. All three models consistently exhibited a tendency toward decreased myotube width, although this trend was not statistically significant in two of the models. Furthermore, two of the models showed a significant decrease in MEF2C expression after 48 hours of differentiation. To evaluate membrane integrity and mechanosensitivity, we subjected the myotubes to osmotic stress. This revealed a consistent increase in intracellular calcium levels following hypotonic shock across all three models. Our findings demonstrate that these diverse cellular models recapitulate several key pathological features of DMD. Although one of the models exhibited a less pronounced phenotype, possibly due to a lower depletion of dystrophin, these models represent valuable tools for future investigations into the disease's mechanisms.</p> La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une affection neuromusculaire fréquente et sévère, résultant de l’absence de dystrophine et entraînant une dégénérescence progressive des fibres musculaires. L'absence de cette protéine clé perturbe le complexe protéique associé à la dystrophine (DAPC), entraînant une dérégulation de multiples voies cellulaires, notamment l’inflammation, la signalisation, le stress oxydatif et l'homéostasie calcique. Compte tenu de la complexité de la maladie, des modèles cellulaires robustes sont essentiels pour en étudier les mécanismes sous-jacents. Dans cette étude, notre objectif principal était d'établir et de caractériser trois lignées cellulaires de myoblastes avec une déficience en DMD, et de comparer leurs phénotypes pathologiques. Nos modèles comprenaient deux lignées cellulaires immortalisées. La première lignée cellulaire est issue d'un patient présentant une délétion du gène de la dystrophine, et la seconde a une expression de la DMD réduite à l'aide d'un shARN inductible. Un troisième modèle a été obtenu en transfectant des myoblastes primaires de donneurs sains avec un siARN ciblant la DMD. Nous avons évalué la formation et la maturation de leurs myotubes, en nous concentrant sur l'expression de MEF2C par immunofluorescence, RT-qPCR et western blot, ainsi que sur l'intégrité structurelle via un marquage de de l'α-actinine. Les trois modèles ont constamment présenté une tendance à la diminution de la largeur des myotubes, bien que cette tendance n'ait pas été statistiquement significative dans deux d'entre eux. De plus, deux des modèles ont montré une diminution significative de l'expression de MEF2C après 48 heures de différenciation. Pour évaluer l'intégrité de la membrane et la mécanosensibilité, nous avons soumis les myotubes à un stress osmotique. Cela a révélé une augmentation constante des niveaux de Ca2+ intracellulaire à la suite du choc hypotonique dans les trois modèles. Nos résultats démontrent que ces divers modèles cellulaires reproduisent plusieurs caractéristiques pathologiques clés de la DMD. Bien que l'un des modèles ait présenté un phénotype moins prononcé, probablement en raison de sa plus faible déplétion en dystrophine, ces modèles représentent des outils précieux pour de futures recherches sur les mécanismes de la maladie. Dewey 612 Dewey 570 Travail de Master en Biologie 134 Département de physiologie cellulaire et métabolisme 21C 30 Section de biologie 16 false 1232 Régénération du muscle squelettique 986 e5a6f654-0b57-49bb-b297-5da9937e0ead Master thesis Restricted Master_thesis_NG.pdf 4837906 application/pdf 78b590a4977657e0b58c1d19c6ad282b854bf8cb95d49bfc3ad9dcc007ce097a restrictedAccess Faculté de médecine / Section de médecine fondamentale / Département de physiologie cellulaire et métabolisme Faculté des sciences / Section de biologie

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Comparison of myogenic and osmotic dysfunction across Duchenne Muscular Dystrophy models				2025	26	3

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Genneret, Nathan Axel

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