Role of exosomes secreted by skeletal muscle during myogenesis and in situation of insulin resistance
Rôle des exosomes sécrétés par le muscle strié squelettique au cours de la myogenèse et en situation d’insulino-résistance
Résumé
Exosomes are nanovesicles from 30 to 100nm, secreted into the extracellular space by a large majority of cell types. Surrounded by a lipid bilayer similar to lipid rafts, they contain proteins, mRNA and microRNAs. Recently, it has been shown that exosomes may be involved in inter-organs dialogues, as well as soluble proteins (hormones and cytokines). In this thesis, we hypothesized that skeletal muscle could use exosomes as intercellular communication mode, in addition to myokines. We have shown by coupling electron microscopy techniques, genomics, molecular and cellular biology, and proteomic analyzes, that the muscle was able to secrete exosomes, whose composition varied during myogenesis. In addition, we have shown that exosomes secreted by proliferating and differentiated cells have distinct roles during the myogenic differentiation, especially through the transfer of microRNAs. In parallel, we are interested in exosomes secreted by insulin resistant skeletal muscle, induced by palmitate. Using a dual approach in vitro and in vivo, we have shown that exosomes secreted by insulin-resistant muscle cells have a morphology and a luminal composition modified. Finally, these exosomes secreted seem to transmit a deleterious signal to other differentiated muscle cells, and other insulin-sensitive tissues such as the pancreas
Les exosomes sont des nanovésicules de 30 à 100nm sécrétées dans le milieu extracellulaire par une grande majorité de types cellulaires. Entourés d’une bicouche lipidique similaire aux radeaux lipidiques, ils contiennent des protéines, de l’ARNm et des microARNs. Récemment, il a été montré que les exosomes pourraient participer aux dialogues moléculaires inter-organes, au même titre que les protéines solubles (hormones et cytokines). Au cours de cette thèse, nous avons émis l’hypothèse que le muscle squelettique pourrait utiliser les exosomes comme mode de communication intercellulaire, en plus des myokines qu’il sécrète. Nous avons montré en couplant des techniques de microscopie électronique, de génomique, de biologie cellulaire et moléculaire, et d’analyses protéomiques, que le muscle était capable de sécréter des exosomes, dont la composition variait au cours de la myogenèse. De plus, nous avons montré que les exosomes sécrétés par les cellules prolifératrices et différenciées avaient des rôles distincts au cours de la différenciation myogénique, via le transfert des microARNs notamment. En parallèle, nous nous sommes intéressés aux exosomes sécrétés par le muscle squelettique en situation d’insulino-résistance induite par du palmitate. En utilisant une double approche in vitro et in vivo, nous avons montrés que les exosomes sécrétés par la cellule musculaire insulino-résistante ont une morphologie et une composition luminale modifiée. Enfin, ces exosomes sécrétés sembleraient transmettre un signal délétère à d’autres cellules musculaires différenciées, et aux autres tissus insulino-sensibles, comme le pancréas.