Introduction Inflammatory myopathies (IM) are a group of severe autoimmune diseases, sharing some similarities, whose cause is unknown and treatment is empirical. While C-protein-induced myositis (CIM), the most currently used model of IM, has removed some roadblock to understand and improve the treatment of IM, it has only been partially characterised and its generation limited by reproducibility issues. This study aimed at optimising the generation and the characterisation of CIM. Methods In silico analysis was run to identify the top-3 specific and immunogenic regions of C-protein. The cognate polypeptides were synthetised and used to immunise C57BL/6N mice. Grip strength, walking ability, serum creatine-kinase levels and muscle pathology (histological and electron microscopic features) were assessed. Immune cell proportions and interferon signature in muscles were also determined. Results Among the three C-protein polypeptides with the highest immunogenic score, amino acids 965-991 induced the most severe phenotype (i.e., 37% decrease in strength, 36% increase in hind base width, 45% increase in serum creatine-kinase level, 80% increase in histological inflammatory score) from day (D) 14 to at least D31 after immunisation [experimental myositis (EM)]. Optical and electron microscopy revealed mononuclear cell infiltrate, myofibre necrosis, atrophy, MHC-I expression as well as sarcolemmal, sarcomeric and mitochondrial abnormalities. Proinflammatory T-lymphocytes, macrophages, type-I and II interferon-stimulated transcripts were found within the muscle of EM mice. Conclusion EM recapitulates the common hallmarks of IM. This costless, high throughput, reproducible and stable model, generated in the most commonly used background for genetically engineered mice, may foster pre-clinical research in IM. Key messages What is already known on this topic C-protein-induced myositis is currently the most used model of inflammatory myopathies but has been partially characterised and its generation is limited by reproducibility issues. What this study adds. Immunisation against the polypeptide encompassing C-protein amino acids 965-991 induces a costless, high throughput, reproducible and stable model of myositis (experimental myositis) that recapitulates the common hallmarks of inflammatory myopathies. How this study might affect research, practice or policy Experimental myositis, generated in the most used background for genetically engineered mice (C57BL/6N), might foster pre-clinical research in IM.

While clinical evidence of combined degeneration of the bulbar and spinal motor neurons (MN) together with the corticospinal neurons (CSN) is required to diagnose Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), preclinical studies have mostly concentrated on MN, leaving aside the CSN and their contribution to ALS onset and progression. Recent studies carried on ALS patients suggest that the disease may initiate in the motor cortex and spread to its projection targets, along the corticofugal axonal projections (including CSN), either via altered neuronal excitability and subsequent excitotoxicity, or via prion-like propagation of misfolded proteins. We recently provided first experimental arguments in favour of the corticofugal hypothesis of ALS, demonstrating that CSN and other subcerebral projection neurons were toxic in a context of ALS. Here, we aimed to determine how CSN may be detrimental to their downstream targets, and what governs their degeneration. To answer these questions, we took advantage of the FloxedSOD1G37R mouse model of ALS that allows genetic ablation of the mutant transgene in selected cells upon Cre-mediated recombination, and crossed it to the CrymCreERT2 mouse line that we purposely designed to genetically target CSN and other corticofugal projection neurons (CFuPN) populations. We demonstrate that excision of the mutant SOD1G37R transgene from the CSN is sufficient to prevent their death, suggesting that CSN degeneration mostly relies on cell-intrinsic mechanisms. However, genetic ablation of SOD1G37R transgene from the corticofugal neurons had no effect on disease onset and survival. The data thus indicate that the toxicity of CFuPN in the context of ALS, and corticofugal propagation of the disease, are not mediated by the presence of misfolded mutant proteins, but more likely by other aspects of the cortical pathology, possibly hyperexcitability.

Abstract Gene mutations causing cytoplasmic mislocalization of the RNA-binding protein FUS, lead to severe forms of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Cytoplasmic accumulation of FUS is also observed in other diseases, with unknown consequences. Here, we show that cytoplasmic mislocalization of FUS drives behavioral abnormalities in knock-in mice, including locomotor hyperactivity and alterations in social interactions, in the absence of widespread neuronal loss. Mechanistically, we identified a profound increase in neuronal activity in the frontal cortex of Fus knock-in mice in vivo . Importantly, RNAseq analysis suggested involvement of defects in inhibitory neurons, that was confirmed by ultrastructural and morphological defects of inhibitory synapses and increased synaptosomal levels of mRNAs involved in inhibitory neurotransmission. Thus, cytoplasmic FUS triggers inhibitory synaptic deficits, leading to increased neuronal activity and behavioral phenotypes. FUS mislocalization may trigger deleterious phenotypes beyond motor neuron impairment in ALS, but also in other neurodegenerative diseases with FUS mislocalization.