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La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie génétique rare et la plus fréquente des maladies musculaires. Elle est due à la déficience d'une protéine appelée dystrophine et se caractérise par une faiblesse progressive et une dégénérescence des muscles squelettiques. Come qu'aucun remède contre la DMD n'a encore été trouvé, il est urgent d'identifier de nouvelles thérapies. Étant donné les mécanismes pathogènes de cette maladie ne sont pas entièrement compris, la réalisation de dépistages phénotypiques de médicaments in vivo représente une stratégie prometteuse pour la découverte thérapeutique. Dans ce but, nous croyons qu’une stratégie de dépistage chimique à haut débit permettra d’identifier de petites molécules potentielles qui restaureront les phénotypes liés à la maladie dans les modèles de DMD, fournissant finalement des candidats pour les essais cliniques. Un criblage précédent par notre groupe a permis d’identifier un total de 26 molécules chimiques qui présentaient une amélioration significative de la motilité dans les modèles de vers mutants DMD. Cette étude vise à valider ces candidats dans un modèle génétique de poisson zèbre de la DMD. Nous avons d’abord créé un modèle de poisson zèbre mutant DMD à l’aide du système CRISPR/Cas. Une caractérisation phénotypique détaillée de ce mutant a démontré des caractéristiques de la pathologie de la DMD consistant en un taux de survie réduit, un affaiblissement musculaire et un dysfonctionnement moteur manifestés par des défauts de natation et une organisation anormale des fibres musculaires. Nous avons ensuite examiné les 26 molécules candidates pour leur capacité à sauver le phénotype de type DMD dans ce modèle. Aucun de ces 26 candidats n’a présenté d’impact statistiquement thérapeutique sur les caractéristiques pathologiques de la DMD dans notre modèle de poisson zèbre. D’autres études visant à améliorer les méthodes de dépistage des médicaments et les lectures du phénotype dans nos modèles de DMD sont nécessaires afin d’utiliser cette approche puissante pour identifier les cibles thérapeutiques potentielles pour la DMD chez les humains., Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is a rare genetic disorder and the most frequent among muscular diseases. It is due to the deficiency of a protein called dystrophin and is characterized by progressive weakness and degeneration of skeletal muscles. Since no cure for DMD has yet been found, there is an urgent need to identify new therapies. Given that the pathogenic mechanisms of this disease are not fully understood, performing phenotypic drug screens in vivo represents a promising strategy for therapeutic discovery. With this aim, we believe that a chemical high-throughput screening strategy will identify potential small molecules that will restore disease-related phenotypes in DMD models, ultimately providing lead candidate compounds for clinical testing. A previous screen by our group has identified a total of 26 chemical compounds that presented a significant improvement of motility in DMD-mutant worm models. This study aims at validating these hit candidates in a zebrafish genetic model of DMD. We first generated a DMD-mutant zebrafish model using the CRISPR/Cas system. Detailed phenotypic characterization of this mutant demonstrated features of the DMD pathology consisting of a reduced survival rate, muscle weakening and motor dysfunction manifested by swimming defects and abnormal organization of muscle fibers. We next screened the 26 candidate small molecules for their ability to rescue the DMD-like phenotype in this model. None of these 26 candidate compounds presented a statistically therapeutic impact on the pathology’s characteristics of DMD in our zebrafish model. Additional studies aimed at ameliorating the drug screening methods and phenotype readouts in our DMD models are needed in order to use this powerful approach to identify potential therapeutic targets for DMD in humans.

L'acide rétinoïque (AR) est nécessaire au développement de plusieurs organes, dont le cerveau, les yeux, le coeur et les poumons. La perte ainsi que le gain de la signalisation de l’AR perturbent le développement de ces organes, indiquant qu’une régulation précise est nécessaire pour un développement approprié. L’AR se lie aux récepteurs de l'acide rétinoïque (RAR), qui sont des facteurs de transcription qui modulent l'expression des gènes cibles. Des mutations de novo du gène RARB conduisent à un syndrome rare et sévère appelé PDAC caractérisé principalement par une hypoplasie Pulmonaire, une hernie Diaphragmatique, une Anophtalmie et/ou une microphtalmie et des anomalies Cardiaques. Au total, notre groupe a identifié 15 variants pathogènes de RARB chez plus de 30 patients atteints du syndrome PDAC. In vitro, certains de ces variants induisent un gain de fonction (GOF) tandis que d'autres agissent de manière dominante-négative (DN). L'objectif de ce projet est d'utiliser le modèle du poisson zèbre pour étudier l'impact fonctionnel des variants RARB in vivo. Nous avons constaté que la surexpression de l'ARN de RARB humain de type sauvage (WT) chez le poisson zèbre provoquait des anomalies développementales, notamment une microphtalmie, des défauts de la vessie natatoire et un oedème cardiaque, tandis que l'introduction d'une mutation non-sens (p.K102X) abolit ces effets. Nous avons testé l'impact des présumés GOF (p.R269T, p.R387C) et DN (p.M290R, p.L402P). Nous montrons que la surexpression des GOF provoque un phénotype moins sévère que celui de RARB WT. La co-injection des DN révèle que le variant L402P se comporte comme un DN dans un contexte développemental, alors que M290R agit comme une perte de fonction. De plus, nous avons caractérisé une lignée de poisson zèbre rarga -/-. Nous avons découvert que le poisson zèbre rarga -/- développe des défauts de la vessie natatoire et des arcs branchiaux. Une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliquant RARB au cours du développement pourrait aider à développer des stratégies thérapeutiques efficaces par la modulation de la signalisation de l’AR., Retinoic acid (RA) is required for the development of several organs, including the brain, eye, heart, and lungs. Both loss and gain of RA signalling disrupt the development of these organs, indicating that its precise regulation is required for appropriate development. RA can bind to retinoic acid receptors (RARs), which are transcription factors that modulate target gene expression. De novo mutations in the RARB gene lead to a severe, rare and complex syndrome called PDAC charcaterized mainly by a Pulmonary hypoplasia, Diaphragmatic hernia, Anophthalmia and/or microphthalmia and Cardiac defects. In total, our group have identified 15 pathogenic variants in RARB in more than 30 patients affected with PDAC. Some of these variants induce gain-of-function (GOF) whereas others act in a dominant-negative (DN) manner in cell-based transcriptional assays. The goal of this project is to use the zebrafish model to study the functional impact of RARB variants in vivo. We found that expression of wild-type human RARB RNA in zebrafish caused RA dependent developmental defects including microphthalmia, swim bladder defects and cardiac edema. The introduction of a non-sense variant (p.K102X) abolished these effects. We tested the impact of putative GOF (p.R269T, p.R387C) and DN (p.M290R, p.L402P) on this RARB activity. We show that overexpression of the putative GOF cause a less severe phenotype compared to the WT RARB. However, the co-injection of the putative DN reveal that variant L402P behave as a DN in a developmental context, whereas M290R does not. Also, we characterize a rarga mutant line carrying a frameshift deletion in the middle of the ligand binding domain. We discovered that homozygous rarga zebrafish are lacking inflated swimbladder and branchial arches. A better understanding of the molecular mechanism of RARB during development might help develop effective therapeutic strategies through the modulation of the RA signaling.