Thèse Rôle des Annexines dans le Développement de la Dystrophie Musculaire de Duchenne H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : Institut de Chimie & de Biologie des Membranes & des Nano-objets
Direction de la thèse : Anthony BOUTER ORCID 0000000200682780
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie génétique rare et sévère liée au chromosome X, causée par des mutations du gène DMD, qui code la dystrophine. L'absence de dystrophine entraîne une instabilité membranaire, une altération des voies de signalisation et une régénération musculaire défectueuse, aboutissant à une dégénérescence musculaire progressive, à la fibrose et à une perte de fonction. Bien que les stratégies de thérapie génique et de saut d'exon montrent des résultats prometteurs pour certains sous-groupes de patients, aucun traitement curatif n'est disponible pour de nombreux cas, soulignant l'existence d'un besoin médical non satisfait. Dans des biopsies musculaires humaines de patients DMD, nous avons récemment identifié une localisation extracellulaire marquée de l'annexine A1 et A2 (ANXA1/2) (Le Quang et al., 2025, BioRxiv), protéines impliquées dans la réparation membranaire. Dans les dysferlinopathies, un autre type de dystrophie musculaire, des niveaux élevés d'ANXA2 extracellulaire - potentiellement libérée par des cellules musculaires endommagées - ont été associés à une sévérité accrue de la maladie et pourraient contribuer à une différenciation des progéniteurs fibro-adipogéniques (FAPs) en adipocytes. Le projet de doctorat vise à explorer des sources alternatives d'ANXA1/2 extracellulaires et à examiner leur rôle potentiel dans la progression de la DMD, en particulier via leurs effets sur les FAPs. Ces effets pourraient aller au-delà de l'adipogenèse et inclure les réponses inflammatoires, le remodelage fibrotique et/ou la régénération musculaire. Le projet évaluera également l'impact de la neutralisation d'ANXA1/2 extracellulaire sur la progression de la maladie.

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie génétique rare et sévère liée au chromosome X, causée par des mutations du gène DMD, qui code la dystrophine. L'absence de dystrophine entraîne une instabilité membranaire, une altération des voies de signalisation et une régénération musculaire défectueuse, aboutissant à une dégénérescence musculaire progressive, à la fibrose et à une perte de fonction (1). Bien que les stratégies de thérapie génique et de saut d'exon montrent des résultats prometteurs pour certains sous-groupes de patients, aucun traitement curatif n'est disponible pour de nombreux cas (2), soulignant l'existence d'un besoin médical non satisfait. Dans des biopsies musculaires humaines de patients DMD, nous avons récemment identifié une localisation extracellulaire marquée de l'annexine A1 et A2 (ANXA1/2) (3), protéines impliquées dans la réparation membranaire (4). Dans les dysferlinopathies, un autre type de dystrophie musculaire, des niveaux élevés d'ANXA2 extracellulaire - potentiellement libérée par des cellules musculaires endommagées - ont été associés à une sévérité accrue de la maladie et pourraient contribuer à une différenciation des progéniteurs fibro-adipogéniques (FAPs) en adipocytes (5). Le projet de doctorat vise à explorer des sources alternatives d'ANXA1/2 extracellulaires et à examiner leur rôle potentiel dans la progression de la DMD, en particulier via leurs effets sur les FAPs. Ces effets pourraient aller au-delà de l'adipogenèse et inclure les réponses inflammatoires, le remodelage fibrotique et/ou la régénération musculaire. Le projet évaluera également l'impact de la neutralisation d'ANXA1/2 extracellulaire sur la progression de la maladie.

Le projet s'articule autour de trois hypothèses principales :
1.Origine et nature : l'ANXA1/2 extracellulaire provient soit de fibres musculaires endommagées, soit est sécrétée sous forme phosphorylée par les FAPs activés lors de la nécrose musculaire.
2.Physiopathologie : l'ANXA1/2 extracellulaire (phosphorylée) favorise la fibrose et/ou l'adipogenèse et/ou inhibe la myogenèse.
3.Potentiel thérapeutique : l'ANXA1/2 pourrait servir de marqueur diagnostique pour le suivi de la progression de la maladie pendant les traitements et/ou le ciblage de l'ANXA1/2 pourrait compléter les thérapies existantes afin de réduire la sévérité de la maladie.

Nous formulons une hypothèse nouvelle : l'ANXA1/2 extracellulaire, soit libérée par les fibres musculaires DMD, soit sécrétée par les cellules stromales environnantes - sous forme phosphorylée - pourrait influencer les FAPs en favorisant leur différenciation vers des phénotypes fibrogéniques et/ou adipogéniques, tout en diminuant leur soutien pro-régénératif aux cellules satellites. Notre objectif est de déterminer si l'ANXA1/2 pourrait servir de nouveaux marqueurs diagnostiques pour suivre la progression de la maladie au cours des thérapies géniques et/ou être explorée comme cibles thérapeutiques, seules ou en combinaison avec les traitements existants.
Le projet s'articule autour de trois hypothèses principales :
1.Origine et nature : l'ANXA1/2 extracellulaire provient soit de fibres musculaires endommagées, soit est sécrétée sous forme phosphorylée par les FAPs activés lors de la nécrose musculaire.
2.Physiopathologie : l'ANXA1/2 extracellulaire (phosphorylée) favorise la fibrose et/ou l'adipogenèse et/ou inhibe la myogenèse.
3.Potentiel thérapeutique : l'ANXA1/2 pourrait servir de marqueur diagnostique pour le suivi de la progression de la maladie pendant les traitements et/ou le ciblage de l'ANXA1/2 pourrait compléter les thérapies existantes afin de réduire la sévérité de la maladie.
Le projet est organisé en trois axes :
Axe 1 - Identification de la nature de l'ANXA1 et de l'ANXA2 extracellulaires dans la DMD
1.Analyse des isoformes d'ANX et de leur statut de phosphorylation (par exemple Ser26 ou Tyr23) à l'aide de muscles humains DMD versus contrôles et de lignées cellulaires de FAPs.
2.Immunodétection des formes natives et phosphorylées d'ANXA1/2 dans des biopsies musculaires murines MDX et humaines DMD présentant des degrés variables de sévérité de la maladie.
Nous étudierons si l'ANXA1/2 extracellulaire dans le muscle squelettique DMD correspond à des isoformes spécifiques. Ces informations sont essentielles pour la sélection d'outils moléculaires appropriés (tels que des anticorps) destinés à des applications diagnostiques ou thérapeutiques. Dans les cellules folliculo-stellaires hypophysaires et les cellules endothéliales, la translocation d'ANXA1 et d'ANXA2 du cytoplasme vers la surface cellulaire nécessite une phosphorylation (7,8). Nous faisons l'hypothèse que l'ANXA1/2 sécrétée par les FAPs suit un mécanisme similaire dépendant de la phosphorylation. La détection des formes phosphorylées et natives d'ANX sera réalisée par western blot (WB) et immunocytofluorescence (IF) à l'aide d'anticorps commerciaux spécifiques des formes natives et phosphorylées (Ser26 ou Tyr23), d'abord sur des lignées cellulaires de FAPs et de muscle squelettique. L'analyse sera ensuite étendue à des biopsies musculaires humaines de patients DMD présentant des sévérités variables (disponible au CHU de Bordeaux). Enfin, nous travaillerons sur le modèle murin MDX en modulant la sévérité de la maladie. Des niveaux de sévérité faible, modérée et élevée seront obtenus respectivement par traitement AAV, exercices excentriques et concentriques. Nous évaluerons la proportion des formes natives versus phosphorylées d'ANX, ainsi que leur colocalisation avec les FAPs, les fibroblastes, les adipocytes ou le collagène (I, III et VI) (7,8).
Axe 2 - Décryptage des mécanismes d'action d'ANXA1/2 sur les FAPs et leur microenvironnement
1.Adipogenèse : influence de l'ANXA1/2 recombinante, phosphorylée ou non, sur la différenciation adipogénique des FAPs.
2.Fibrose : rôle d'ANXA1/2 dans la production de collagène, le remodelage de la matrice extracellulaire (ECM) et la libération de cytokines.
3.Signalisation pro-myogénique : impact d'ANXA1/2 sur l'expression d'IGF-1, d'IL-6 et des Wnt dérivés des FAPs, et conséquences fonctionnelles en co-cultures avec des myoblastes.
Nous étudierons si l'ANXA1/2 influence la différenciation adipogénique des FAPs dans la DMD, comme cela a été précédemment montré dans les dysferlinopathies (5). Nos données préliminaires indiquent que l'ANXA2 recombinante n'affecte pas l'adipogenèse dans des FAPs contrôles. Nous évaluerons donc la réponse des FAPs dérivées de patients DMD à l'ANXA2 native ou phosphorylée (produite in vitro à l'aide de la kinase SRC). La différenciation adipogénique sera évaluée par IF pour la périlipine-1, PPAR (marqueurs des adipocytes) et PDGFR (marqueur des FAPs). Étant donné que les FAPs constituent une source majeure de protéines de l'ECM (collagènes I, III et VI) dans la fibrose associée à la DMD (9,10), nous examinerons comment l'ANXA1/2 module l'expression (WB), la sécrétion (WB/IF) et la stabilisation du collagène (test de collagénase) dans des lignées de FAPs contrôles et DMD. Les FAPs soutiennent également la régénération en sécrétant l'IGF-1, l'IL-6 et des ligands Wnt qui favorisent l'activation des cellules satellites (11). Le rôle d'ANXA1/2 dans la régulation de cette signalisation pro-myogénique reste inconnu. Nous analyserons si l'ANXA1/2 native ou phosphorylée affecte l'expression et la sécrétion de ces facteurs dans des FAPs provenant de donneurs sains et DMD. Enfin, nous évaluerons l'impact des FAPs traitées par ANX sur la différenciation myogénique en co-culture avec des myoblastes d'origine contrôle et DMD (disponibles au laboratoire).
Axe 3 - Évaluation thérapeutique de l'inhibition d'ANXA1/2
Nous étudierons les effets in vivo du blocage de l'activité d'ANXA1/2 à l'aide d'anticorps neutralisants, précédemment validés dans des modèles de métastases cancéreuses (12). En parallèle, nous examinerons d'éventuelles interactions synergiques entre l'inhibition d'ANXA1/2 et les approches thérapeutiques existantes. Plus précisément, nous évaluerons l'impact combiné de l'inhibition de la voie ANXA1/2 avec une thérapie génique médiée par AAV ou un traitement par corticostéroïdes sur la progression de la maladie. Les résultats seront évalués dans le modèle murin MDX par le Partenaire 3, en se concentrant sur des paramètres clés de la maladie, notamment la fonction motrice (tests de préhension, force de préhension et performance aérobie, selon les SOPs TREAT-NMD) et l'histopathologie musculaire (fibrose, altérations dystrophiques, vascularisation et infiltration de cellules mononucléées).
References
1.Dowling et al. Cellular pathogenesis of Duchenne muscular dystrophy: progressive myofibre degeneration, chronic inflammation, reactive myofibrosis and satellite cell dysfunction. Eur J Transl Myol 33, (2023).
2.Birnkrant et al. Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 2: respiratory, cardiac, bone health, and orthopaedic management. Lancet Neurol 17, 347-361 (2018).
3.Le Quang et al. Duchenne muscular dystrophy is driven by defective membrane repair and annexin-A2 dysregulation in skeletal muscle. bioRxiv 2025.09.23.677988 (2025) doi:10.1101/2025.09.23.677988.
4.Croissant et al. Annexins and membrane repair dysfunctions in muscular dystrophies. Int J Mol Sci 22, 5276 (2021).
5.Hogarth et al. Fibroadipogenic progenitors are responsible for muscle loss in limb girdle muscular dystrophy 2B. Nat Commun 10, (2019).
6.Biferali et al. Fibro-Adipogenic Progenitors Cross-Talk in Skeletal Muscle: The Social Network. Front Physiol 10, (2019).
7.Kim & Hajjar. Annexin II: a plasminogen-plasminogen activator co-receptor. Front Biosci 7, d341-348 (2002).
8.Ling et al. Annexin II regulates fibrin homeostasis and neoangiogenesis in vivo. J Clin Invest 113, 38-48 (2004).
9.Wang et al. Diverse effector and regulatory functions of fibro/adipogenic progenitors during skeletal muscle fibrosis in muscular dystrophy. iScience 26, (2023).
10.Suárez-Calvet et al. Decoding the transcriptome of Duchenne muscular dystrophy to the single nuclei level reveals clinical-genetic correlations. Cell Death Dis 14, (2023).
11.Joe et al. Muscle injury activates resident fibro/adipogenic progenitors that facilitate myogenesis. Nature Cell Biology 2010 12:2 12, 153-163 (2010).
12.Gounou et al. Inhibition of the membrane repair protein annexin-A2 prevents tumor invasion and metastasis. Cellular and Molecular Life Sciences 81, 1-16 (2024).
13.Carmeille et al. Membrane repair of human skeletal muscle cells requires Annexin-A5. BBA 1863, 2267-2279 (2016).
14.Carmeille, R. et al. Annexin-A5 promotes membrane resealing in human trophoblasts. BBA 1853, 2033-2044 (2015).
15.Bouter et al. Annexin-A5 assembled into two-dimensional arrays promotes cell membrane repair. Nat Commun 2:270, 270 (2011).
16.d'Agata et al. A Novel Assay Reveals the Early Setting-Up of Membrane Repair Machinery in Human Skeletal Muscle Cells. J Cell Biochem 126, e30 (2024).
17.Croissant et al. Trafficking of Annexins during Membrane Repair in Human Skeletal Muscle Cells. Membranes 2022, Vol. 12, Page 153 12, 153 (2022).
18.Croissant et al. Annexin-A6 in Membrane Repair of Human Skeletal Muscle Cell: A Role in the Cap Subdomain. Cells 9, 1742 (2020).