Study of molecular basis at the origin of cardiac defects of patients affected by myotonic dystrophies

Etude des bases moléculaires à l'origine des troubles cardiaques des patients atteints de dystrophies myotoniques

Fernande Freyermuth (1)

1 IGBMC - Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire

The myotonic dystrophies (DM) are the most common forms of muscular dystrophies in adults, characterized by several symptoms such as cardiac conduction defects and arrhythmias, fatals in 30% of DM patients. The molecular causes of DM cardiac defects are unknown. The RNA gain of function involving a sequestration of MBNL, alternatives splicing factors by large RNAs containing large (C)CUG, leading to alternative splicing defects. By microarray analysis, we identified and confirmed the specific decrease of miR-1, leading to misregulation of connexin 43 and cardiac calcium channel Cav1.2 expressions in DM patients’ hearts. By RNA-Sequencing of samples from DM and non-DM patients hearts, we have shown misregulation of more than 100 alternative splicing, such as the most interesting splicing alteration which is that of exons 6A/6B of SCN5A, the maincardiac sodium channel. We have shown this splicing is regulated by MBNL, and we have confirmed the abnormal inclusion of exon 6A instead of exon 6B in SCN5A mRNA in heart of DM patients, resulting in the decrease of SCN5A channel activity. This decrease could explain the cardiac defects of DM patients.

Les dystrophies myotoniques sont les formes les plus communes des dystrophies musculaires chez l’adulte, caractérisées par de nombreux symptômes tels que les défauts de conduction et de rythme cardiaques fatals chez 30% des patients DM, dont les causes moléculaires sont inconnues. Les DM sont des maladies à gain de fonction d’ARN faisant intervenir une séquestration des facteurs d’épissage alternatif MBNL par des ARNs contenant de longues répétitions (C)CUG, conduisant à des altérations de l’épissage alternatif. Par des approches de puces à ADN, nous avons identifié et confirmé la diminution spécifique de miR-1, conduisant à la dérégulation de l’expression de la connexine 43 et du canal à calcium cardiaque Cav1.2 dans le coeur de patients DM. Par séquençage à haut débit d’ARNs de cœur de patients atteints ou non de DM, j’ai montré la dérégulation de plus d’une centaine d’épissages alternatifs dont celui des exons 6A/6B du principal canal à sodium cardiaque, SCN5A. J’ai montré que cet épissage est régulé par MBNL, et j’ai confirmé l’inclusion anormale de l’exon 6A à la place de l’exon 6B dans l’ARNm SCN5A conduisant à une diminution de l’activité du canal SCN5A, pouvant expliquer les défauts cardiaques des patients DM.

Mots clés: Myotonic dystrophies; Cardiac defects; MBNL; SCN5A; MiR-1

Mots clés: Dystrophies myotoniques; Troubles de la conduction cardiaque; MBNL; SCN5A; MiR-1

Domaines: Rhumatologie et système ostéo-articulaire; Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]; Cardiologie et système cardiovasculaire

Fernande Freyermuth. Etude des bases moléculaires à l'origine des troubles cardiaques des patients atteints de dystrophies myotoniques. Rhumatologie et système ostéo-articulaire. Université de Strasbourg, 2013. Français. ⟨NNT : 2013STRAJ058⟩. ⟨tel-01205818⟩