Role of the Srf transcription factor in adult muscle stem cells

Le muscle squelettique adulte est un tissu avec une grande plasticite etant donne qu’il adapte sa taille suite a la surcharge fonctionnelle et il regenere suite a une lesion. La base de cette plasticite est la myofibre et les cellules souches associees, les cellules satellites (CS). Suite aux stimuli, les CS sortent de la quiescence, elles s’activent, proliferent, s’engagent dans la voie myogenique et fusionnent entre elles ou bien avec la fibre pre-existante. Une partie des CS retourne a la quiescence afin de maintenir le « pool » de progeniteurs. Ce projet a pour objectif de mieux caracteriser des voies de signalisation responsables des adaptations des CS au cours de la regeneration et le l’hypertrophie compensatoire. Srf est un facteur de transcription, particulierement exprime dans les muscles. Les genes cibles de Srf sont des genes qui participent a la regulation de la proliferation cellulaire et des genes codant des proteines sarcomeriques du muscle ou bien des genes ayant un role dans l’adhesion cellulaire, la migration et l’organisation du cytosquelette. Il a ete montre que la perte de fonction de Srf dans la lignee de cellules musculaire C2C12 inhibe leur proliferation et leur differenciation et que Srf controle l’expression de MyoD qui est un gene de determination myogenique. Aucune donnee n’est disponible a ce jour concernant la fonction de Srf dans les CS in vivo. Nous avons genere des souris depourvues de Srf specifiquement dans les CS adultes. Les CS ont ete recruitees par l’hypertrophie et la regeneration musculaire. En parallele des etudes ex vivo ont ete menees afin de preciser si les phenotypes observes sont cellule-autonomes et afin de dissequer les mecanismes sous-jacents. Nous montrons que la perte de Srf dans les CS affecte fortement les processus de regeneration et d’hypertrophie suggerant un role de Srf dans le controle du destin cellulaire de CS. Nos etudes montrent que la perte le Srf dans les SC n’affecte pas leur proliferation et leur engagement dans la differenciation myogenique. Par contre, leur motilite et leur capacite de fusion sont fortement reduites. Afin d’identifier les effecteurs de Srf impliques dans la motilite et le defaut de fusion des CS mutantes, nous avons realise des etudes transcriptomiques et identifie le set de genes dont l’expression est alteree par la perte de Srf dans des conditions de proliferation et de differenciation. L’analyse des fonctions alterees nous a indique que la voie de signalisation du cytosquelette d’actine etait perturbee. En effet les CS depourvues de Srf expriment moins d’actine et presentent une organisation du cytosquelette d’actine perturbee. Des experiences de sauvetage utilisant un modele de souris permettant la surexpression inductible d’actine alpha dans les CS depourvues de Srf ont montre que la surexpression d’actine chez les mutants Srf etait suffisante pour retablir partiellement l’organisation du cytosquelette et ameliorer les capacites de fusion des CS. De maniere interessante, seule la fusion heterotypique (entre une cellule controle et une cellule mutante), et pas la fusion homotypique (entre deux cellules mutantes), est retablie par l’expression de l’actine. In vivo, le retablissement de la fusion heterotypique restaure la croissance hypertrophique des muscles alors que l’alteration de la regeneration chez les mutants Srf n’est que faiblement amelioree par la surexpression de l’actine. Cette etude nous a permis d’avoir une vision d’ensemble et mecanistique de la contribution du facteur de transcription Srf dans la biologie des CS et de mettre en evidence l’importance structurale du maintien du cytosquelette d’actine pour la fusion des cellules musculaires.