Le diaphragme est un muscle strié en constant mouvement. Chez les patients DMD, le diaphragme est affaibli dans les premières années de l’adolescence avec des signes évidents d’épaississement du muscle dû à une accumulation de tissu adipeux et fibreux. La force de contraction est également diminuée, entrainant une hypoventilation et une hypercapnie. En effet, la détresse respiratoire est la cause la plus commune de mort prématurée chez les patients DMD et la ventilation artificielle a permis d’améliorer l’espérance de vie chez les patients atteints d’insuffisance respiratoire avancée [12].
L’évolution de l’atteinte diaphragmatique chez la souris mdx ressemble fortement à ce qui se passe chez l’homme [94], avec une fibrose extensive évidente à partir de 12 semaines d’âge et progressant jusqu’au décès, bien qu’elle ne soit pas aussi sévère que chez l’homme. C’est le seul muscle chez la souris mdx qui échappe à la règle de la dégénérescence modérée qui atteint les autres muscles de l’organisme. La force de contraction est également diminuée précocement au niveau du diaphragme chez les souris mdx. L’atteinte diaphragmatique chez la souris mdx permet donc de bien modéliser l’atteinte chez l’homme. Cette dégénérescence et cette fibrose sont également retrouvées chez le rat Dmd (figure 46) [29].
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Figure 46 : Coloration au trichrome de Masson de diaphragmes chez des rats Dmd (FO#8) de 13 semaines d’âge et de contrôles sains (WT) du même âge. Echelle=100 µm. On note un épaississement du
diaphragme chez les rats Dmd, ainsi qu’une infiltration par du tissu fibreux [29].
Par ailleurs, lors de dystrophinopathies on observe au cours de l’évolution de la maladie, une prédominance de fibres musculaires de type I chez l’homme et chez les modèles animaux, notamment chez le modèle porc BMD, où on note une augmentation de 20% des fibres de type I en début d’évolution dans le diaphragme en comparaison aux sujets sains (figure 47). Ce changement de type de fibre permet un monitoring précoce de l’évolution de la maladie au niveau du diaphragme [36].
Figure 47 : Pourcentage de fibres de type I dans les différents muscles chez des porcs Dmd malades et chez des contrôles sains. On note une augmentation de 20% des fibres de type I dans le diaphragme des porcs Dmd
comparé aux contrôles sains, tandis qu’au niveau du psoas et du longissimus la différence n’était pas significative, *P< 0.05, [36].
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Pour conclure, il existe beaucoup de modèles animaux qui permettent de modéliser les myopathies de Duchenne et de Becker. Leur étude ainsi que celle des patients DMD et BMD ont permis de montrer que ces myopathies étaient liées à une atteinte du gène de la dystrophine sur le chromosome X et donc à une diminution ou à une absence de la protéine dystrophine. Il s’agit d’un gène très conservé et son étude est donc comparable entre les différentes espèces. Une mutation qui génère un codon stop est à l’origine d’une myopathie de Duchenne, tandis qu’une mutation qui conserve le cadre de lecture sera plutôt à l’origine d’une myopathie de Becker, même si des exceptions existent. Les manifestations cliniques sont variées et leur gravité peut être corrélée au pourcentage de dystrophine exprimée. Les modèles animaux ont permis de montrer l’importance de la protéine dystrophine et de ses différents domaines de liaison, ainsi que des protéines qui s’y associent, formant le DCG. En effet, ils fournissent un support mécanique en liant la MEC au cytosquelette, mais jouent également un rôle important en tant que plateforme pour les voies de signalisation que ce soit dans les muscles squelettiques, le cœur et le système nerveux entre autres pour réguler l’afflux sanguin, les concentrations en Ca2+, K+… Lors de dystrophinopathies le profil
d’expression génétique de ces protéines est modifié, cependant il faut aussi tenir compte du profil d’expression protéique qui peut différer et qui indique la bonne fonctionnalité des protéines. D’autres modèles animaux générés ensuite par croisement ou mutation ont permis d’apporter davantage de précisions. Notamment l’ajout de nouvelles mutations dans ces modèles a permis de montrer l’importance d’autres protéines aussi impliquées dans le développement ou le maintien des muscles, comme le facteur myogénique MyoD, ou l’utrophine. Certains modèles comme le poisson- zèbre permettent des études de développement embryonnaire et ont permis de montrer que la dystrophine est d’abord exprimée au niveau des jonctions myotendineuses puis migre aux sites non- jonctionnels. Son étude permet de voir comment la dystrophinopathie affecte cette migration par exemple. Par la suite certains muscles sont plus atteints que d’autres par la fibrose, l’inflammation, la calcification, etc. et les modèles animaux ont permis de constater que ceux qui sont davantage sollicités sont soumis à un stress mécanique plus important et présentent donc davantage de lésions. Les modèles animaux ont également permis de mettre en place des tests et des mesures standardisés comme le test de marche de 6 minutes, ce qui est important ensuite pour avoir des données comparables et évaluer l’efficacité des différents traitements possibles.
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Deuxième partie : Thérapie génique pour traiter la maladie de
Duchenne et de Becker à l’aide des différents modèles animaux
I.
Les principes de la thérapie génique
A. Actualités sur la thérapie génique dans le cadre de la myopathie de Duchenne et de