Oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD) is a rare late onset genetic disease affecting most profoundly eyelid and pharyngeal muscles, leading respectively to ptosis and dysphagia, and proximal limb muscles at later stages. A short abnormal (GCG) triplet expansion in the polyA-binding protein nuclear 1 (PABPN1) gene leads to PABPN1-containing aggregates in the muscles of OPMD patients. It is commonly accepted that aggregates themselves, the aggregation process and/or the early oligomeric species of PABPN1 are toxic in OPMD. Decreasing PABPN1 aggregate load in animal models of OPMD ameliorates the muscle phenotype. In order to identify a potential therapeutic molecule that would prevent and reduce aggregates, we tested guanabenz acetate (GA), an FDA-approved antihypertensive drug, in OPMD cells as well as in the A17 OPMD mouse model. We demonstrate that treating mice with GA reduces the size and number of nuclear aggregates, improves muscle force, protects myofibres from the pathology-derived turnover and decreases fibrosis. GA is known to target various cell processes, including the unfolded protein response (UPR), which acts to attenuate endoplasmic reticulum (ER) stress. Here we used a cellular model of OPMD to demonstrate that GA increases both the phosphorylation of the eukaryotic translation initiator factor 2α subunit (eIF2α) and the splicing of Xbp1, key components of the UPR. Altogether these data suggest that modulation of protein folding regulation can be beneficial for OPMD and support the further development of guanabenz or its derivatives for treatment of OPMD in humans.

ABSTRACT Background Exercise is widely considered to have beneficial impact on skeletal muscle aging. In addition, there are also several studies demonstrating a positive effect of exercise on muscular dystrophies. Oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD) is a late-onset autosomal dominant inherited neuromuscular disorder caused by mutations in the PAPBN1 gene. These mutations consist in short (1-8) and meiotically stable GCN trinucleotide repeat expansions in its coding region responsible for the formation of PAPBN1 intranuclear aggregates. This study aims to characterize the effects of two types of chronic exercise, resistance and endurance, on the OPMD skeletal muscle phenotype using a relevant murine model of OPMD. Methods In this study, we tested two protocols of exercise. In the first, based on endurance exercise, FvB (wild-type) and A17 (OPMD) mice underwent a 6-week-long motorized treadmill protocol consisting in 3 sessions per week of running 20cm/s for 20 minutes. In the second protocol, based on resistance exercise generated by chronic mechanical overload (OVL), surgical removal of gastrocnemius and soleus muscles was performed, inducing hypertrophy of the plantaris muscle. In both types of exercise, muscles of A17 and FvB mice were compared to those of respective sedentary mice. For all the groups, force measurement, muscle histology and molecular analyses were conducted. Results Following the endurance exercise protocol, we did not observe any major changes in the muscle physiological parameters, but an increase in the number of PABPN1 intranuclear aggregates and enhanced collagen deposition in the exercised A17 OPMD mice. In the resistance overload protocol, we also observed an increased collagen deposition in the A17 OPMD mice which was associated with larger muscle mass and fiber cross sectional area and increased absolute maximal force as well as a reduction in PABPN1 aggregate number. Conclusions Running exercise and mechanical overload led to very different outcome in skeletal muscles of A17 mice. Both types of exercise enhanced collagen deposition but while the running protocol increased aggregates, the OVL reduced them. More importantly OVL reversed muscle atrophy and maximal force in the A17 mice. Our study performed in a relevant model gives an indication of the effect of different types of exercise on OPMD muscle which should be further evaluated in humans for future recommendations as a part of the lifestyle of individuals with OPMD.

Abstract Limb girdle muscular dystrophies (LGMD), caused by mutations in 29 different genes, are the fourth most prevalent group of genetic muscle diseases, leading to progressive weakness and atrophy of the skeletal muscles. Although the link between LGMD and their genetic origins has been determined, LGMD still represent an unmet medical need. In this paper, we describe a platform for modeling LGMD based on the use of human induced pluripotent stem cells (hiPSC). Thanks to the self-renewing and pluripotency properties of hiPSC, this platform provides an alternative and renewable source of skeletal muscle cells (skMC) to primary, immortalized or overexpressing cells. We report that skMC derived from hiPSC express the majority of the genes and proteins causing LGMD. As a proof of concept, we demonstrate the importance of this cellular model for studying LGMDR9 by evaluating disease-specific phenotypes in skMC derived from hiPSC obtained from four patients.