Thèse Mécanismes Pathologiques Impliqués dans les Comorbidités Musculaires de Maladies Neurologiques H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : EDISS - Interdisciplinaire Sciences-Santé Laboratoire de recherche : PGNM - PATHOPHYSIOLOGIE ET GENETIQUE DU NEURONE ET DU MUSCLE Direction de la thèse : Vincent JACQUEMOND ORCID 000000034944270X Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-03T23:59:59 Un aspect largement sous-exploré de nombreuses maladies neurologiques d'origine génétique est la co-occurrence de troubles de la fonction musculaire squelettique tels que hypotonie ou faiblesse, observés chez un grand nombre de patients. Jusqu'à présent, très peu d'études ont cherché à comprendre comment les mutations génétiques responsables peuvent affecter à la fois le cerveau et le muscle. Ce projet de thèse s'inscrit dans une démarche multidisciplinaire visant à révéler les mécanismes myopathiques sous-jacents à travers des approches de physiologie cellulaire, d'imagerie, et de microscopie épiscopique à haute résolution (HREM). Le projet se focalisera sur les atteintes musculaires associées à deux gènes codant respectivement pour la protéine de transfert lipidique intermembranaire VPS13B et la protéine de voûte majeure (MVP), responsables d'atteintes neurologiques associées à des déficiences musculaires chez les patients. Les expérimentations seront réalisées sur des modèles murins génétiquement modifiés de ces maladies, dont la symptomatologie musculaire à l'échelle de l'organisme reproduit celle des patients. Les expérimentations viseront 1- à caractériser les propriétés de l'excitabilité membranaire, de la signalisation calcique et du couplage excitation-contraction à l'aide d'approches combinées d'électrophysiologie et imagerie calcique sur fibre musculaire isolée, 2- à compléter ces données fonctionnelles par des approches moléculaires ainsi que par une caractérisation des compartiments subcellulaires en imagerie confocale et en super-résolution, 3- à réaliser une analyse différentielle anatomique à l'échelle cellulaire des muscles contrôles et malades par la technologie HREM. Cette technique qui permet une reconstruction 3D d'un tissu, à l'échelle cellulaire, est utilisée en routine dans le laboratoire co-encadrant sur des préparations de SNC, associée à un traitement par des outils d'intelligence artificielle pour segmenter les structures d'intérêt. Elle sera adaptée ici pour la première fois au tissu musculaire, avec comme objectif l'identification et la quantification d'anomalies pathologiques et l'établissement de corrélations entre génotype et phénotype. Ce développement technologique innovant offrira la perspective, à terme, que l'approche soit utilisée au bénéfice de la compréhension d'une grande variété de maladies musculaires. Dans l'ensemble, ce projet contribuera à la compréhension des mécanismes à l'origine des phénotypes musculaires associés à des troubles neurologiques, et pourrait à terme permettre d'améliorer le diagnostic, la stratification et le suivi des patients, et ouvrir des pistes thérapeutiques. Le projet permettra de plus, le développement et la validation d'une nouvelle technologie d'investigation des propriétés musculaires, basée sur l'imagerie HREM. De nombreuses maladies rares d'origine génétique associent chez les patients des atteintes du système nerveux central à des troubles de la fonction musculaire, en particulier l'hypotonie et la faiblesse musculaire. Cette co-occurrence reste cependant très peu étudiée, et les mécanismes permettant d'expliquer comment une même altération génétique peut affecter le cerveau et le muscle demeurent largement inconnus.

Ce projet de thèse s'appuie sur le rapprochement de deux expertises complémentaires : d'une part, la physiologie cellulaire du muscle squelettique, l'électrophysiologie, l'imagerie calcique et l'étude du couplage excitation-contraction et d'autre part, la neurogénétique, l'analyse anatomique 3D des tissus affectés et l'exploitation d'outils d'imagerie HREM associés à des méthodes d'analyse automatisée. Deux modèles murins génétiquement modifiés seront étudiés, ciblant les gènes Vps13b et Mvp, associés à des atteintes neurologiques et à des déficiences musculaires chez les patients et les modèles murins.

L'enjeu est de déterminer si les manifestations musculaires observées dans ces maladies relèvent d'anomalies intrinsèques de la fibre musculaire, de défauts de signalisation cellulaire, de modifications anatomiques du tissu musculaire, ou d'une combinaison de ces mécanismes. Les objectifs de ce projet de thèse sont :
1-Déterminer comment des mutations génétiques responsables de maladies neurologiques rares peuvent affecter la fonction musculaire.
2-Caractériser les propriétés d'excitabilité membranaire, de signalisation calcique et de couplage excitation-contraction dans des fibres musculaires isolées issues de modèles murins knockout Vps13b et Mvp.
3-Identifier les anomalies moléculaires et subcellulaires associées aux phénotypes musculaires, par imagerie confocale, super-résolution et analyses moléculaires ciblées.
4-Adapter la microscopie épiscopique à haute résolution (HREM) pour l'analyse 3D quantitative du tissu musculaire.
5-Établir des corrélations génotype-phénotype entre anomalies génétiques, altérations anatomiques tissulaires 3D et déficits fonctionnels musculaires.
Les expérimentations seront réalisées sur des modèles murins génétiquement modifiés des maladies étudiées, en comparaison avec des animaux contrôles.

Les propriétés fonctionnelles des fibres musculaires isolées seront analysées par des approches combinées d'électrophysiologie et d'imagerie calcique, afin d'évaluer l'excitabilité membranaire, l'homéostasie calcique et le couplage excitation-contraction. Ces mesures permettront de quantifier les altérations de l'activation électrique, des flux calciques et de la réponse contractile.

Ces données seront complétées par des analyses moléculaires et par l'étude des compartiments subcellulaires en imagerie confocale et en super-résolution afin d'identifier les anomalies structurales associées aux déficits fonctionnels.

Un volet méthodologique majeur consistera à adapter la microscopie épiscopique à haute résolution (HREM), utilisée en routine pour l'analyse 3D du système nerveux central, à l'étude du tissu musculaire. Les images 3D seront exploitées pour segmenter et quantifier les structures d'intérêt, en s'appuyant sur des outils d'analyse d'image et d'intelligence artificielle. Les résultats anatomiques, cellulaires et fonctionnels seront intégrés afin d'établir des corrélations génotype-phénotype.

Master 2 ou équivalent en recherche biomédicale ou discipline proche. Des connaissances théoriques solides en physiologie et imagerie 3D, une forte motivation pour entreprendre une thèse, de bonnes capacités d'analyse et de communication ainsi qu'une grande rigueur scientifique et technique sont attendues.

Une première expérience en expérimentation sur modèles animaux, électrophysiologie, microscopie HREM ou analyse d'images serait appréciée. Une expérience d'analyse tridimensionnelle d'images constituerait un atout majeur. Le candidat devra être capable de travailler à l'interface de plusieurs disciplines et de s'intégrer dans un environnement collaboratif.