Thèse Etude du Role des Isoformes 421 et 71 du Gène Dmd dans les Atteintes Neurocognitives de la Dystrophie de Duchenne à l'Aide de Cellules Souches Pluripotentes H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments École doctorale : Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué Laboratoire de recherche : Institut des Cellules souches pour le traitement et l'étude des maladies monogéniques Direction de la thèse : Alexandra BENCHOUA ORCID 0000000299806471 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59 La dystrophine, une protéine cytosquelettique clé bien connue pour son rôle dans la fonction musculaire, joue également des rôles essentiels dans le système nerveux central. Plusieurs isoformes de la dystrophine, notamment DP427 et DP71, sont exprimées dans le cerveau et ont été impliquées dans les déficits cognitifs et comportementaux observés chez les patients atteints de dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Malgré leur importance reconnue, les rôles précis de ces isoformes dans la différenciation neuronale et l'établissement de réseaux cérébraux fonctionnels restent largement inexplorés. L'étude des fonctions de DP427 et DP71 dans les neurones corticaux, striataux et du gyrus denté pourrait permettre de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents aux anomalies neurodéveloppementales associées à la DMD.

Afin de répondre de manière systématique à ces questions, nous mettrons en oeuvre une stratégie de recherche intégrative et multi-échelle, structurée autour de trois axes complémentaires. Premièrement, nous analyserons les mécanismes moléculaires et cellulaires régissant la différenciation neuronale à l'aide de systèmes bidimensionnels réductionnistes, permettant une investigation mécanistique précise. Deuxièmement, nous validerons et étendrons ces résultats dans des organoïdes cérébraux tridimensionnels, offrant un modèle physiologiquement pertinent qui reproduit des aspects clés du neurodéveloppement humain. Troisièmement, nous modéliserons la connectivité neuronale interrégionale grâce à la génération d'assembloïdes, afin d'étudier l'émergence d'une architecture fonctionnelle des réseaux à travers différentes régions cérébrales.

En combinant ces plateformes expérimentales, ce travail fournira une compréhension mécanistique et globale des phénotypes pertinents pour la maladie, tout en établissant une base translationnelle solide pour évaluer des stratégies thérapeutiques ciblées, incluant la thérapie génique de remplacement et la modulation pharmacologique. Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a lethal disease linked to a genetic defect in the dystrophin gene, located on chromosome X, resulting in a non-functional truncated protein, causing a progressive degeneration of muscle fibers. Dystrophin is a structural protein linking the extracellular matrix to the actin cytoskeleton in muscle cells, providing protection against contraction damage. However, muscles are not the only organ to be affected by DMD mutations with studies suggesting that 30% of DMD patients also have a cognitive impairment (1), attention deficit disorder and many other cognitive disabilities. Yet the role of dystrophin in the human brain is still enigmatic. Animal models of DMD, and particularly the mdx mouse, have been extensively used to recapitulate the key pathological characteristics and to study the function of dystrophin in the muscle. Unfortunately, rodent models fail to fully recapitulate the specific spatio-temporal expression of different isoforms of dystrophin identified in the human brain. For example, Dp427p has been shown to be expressed in the Purkinje cells of the mouse brain but not expressed in the human cerebellum (2). Therefore, it's important to have a model that could more accurately recapitulate what happens during human brain development. For this reason, human pluripotent stem cells (PSC) have the potential to help elucidating the function of dystrophin in the brain during the early developmental stages.
The two isoforms we are interested in, Dp427 and Dp71, are expressed in different regions of the brain at different time points during development. As of today, no direct correlation between genotype-phenotype has been established and their roles are still unknown in the human brain.
The project will focus on identifying the effect of the KO of one isoform on the expression of the other isoforms, revealing potential surrogate and compensatory mechanisms as well on the commitment and functionality of PSC-derived cerebral cell types cell culture, qPCR, western-blot, immunofluorescent, micro-electrode array, organoides, assembloides, bioproduction using bioreactors.

Etudiant de formation en neurosciences ou en biologie du développement.
Ayant une première expérience en culture et manipulation des cellules souches pluripotentes humaines