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Thèse Vaea Richard

"Etude de protéines impliquées dans l’inhibition de la régénération axonale du système nerveux central et de leur voie d’action intracellulaire : les Rho-GTPases".

Le 14 décembre 2006

A l’opposé du système nerveux central (SNC) immature, les axones du SNC adulte ne régénèrent pas après une lésion. Le colliculus inférieur (CI) est un modèle intéressant pour étudier la régénération axonale. Cette structure est composée de deux lobes connectés par des projections axonales réciproques (commissure). La section des fibres commissurales du CI en cultures organotypiques est suivie d’une régénération axonale robuste au stade post-natal P6 mais d’une régénération déficiente à P12. La principale hypothèse pour expliquer ce défaut de régénération axonale est attribuée à l’environnement glial, notamment par la synthèse de molécules inhibitrices de l’extension de l’axone. L’ensemble de ces molécules inhibitrices agissent probablement sur la même voie intracellulaire dans le cône de croissance néoformé : les Rho-GTPases. Ce travail de thèse montre, dans un premier temps, l’expression de molécules impliquées dans l’inhibition de la régénération axonale : la molécule inhibitrice associée à la myéline Nogo-A, son récepteur NgR, le partenaire Lingo-1 du récepteur et les Rho-GTPases Rho-A et Rac1. Ces dernières ont une action opposée sur le cône de croissance in vitro. Rho-A inhibe l’extension du cône de croissance, tandis que Rac1 la favorise. Les techniques d’immunohistochimie montrent que ces cinq molécules sont exprimées dans les neurones, les fibres nerveuses et les cellules gliales de structures auditives centrales : le noyau cochléaire, le complexe de l’olive supérieure et le CI, aux stades observés (P0, P6, P12 et adulte). D’autre part, la technique de western-blot révèle une augmentation de l’expression de Rho-A entre les stades P6 et P12, et une diminution de celle de Rac1. Enfin, l’utilisation d’un inhibiteur (Y-27632) spécifique de l’enzyme effectrice de Rho-A, ROCK, accroît la régénération des axones dans les cultures organotypiques lésées P12. L’ensemble de ces résultats suggère que les Rho-GTPases sont impliquées dans l’absence de régénération axonale du CI observée au stade P12 et que Rho-A est une cible intéressante pour y remédier.

Abstract

Investigation of molecules implicated in central nervous system axonal regeneration failure, Nogo-A, NgR, Lingo-1 and the downstream pathway Rho-GTPases Rho-A and Rac1
Unlike the immature central nervous system (CNS), the adult mammalian CNS is unable to regenerate axons following injury. Sectioning the inferior colliculus (IC) commissure in gerbil organotypic cultures at postnatal day P6 is followed by extensive axonal regeneration. By contrast, commissural axons sectioned at P12 fail to regenerate through the lesion site. The present study characterize the expression of proteins implicated in the axonal regeneration failure. The immunohistochemical techniques show that Nogo-A, NgR, Lingo-1 and the Rho-GTPases Rho-A and Rac1 are widely expressed at P0, P6, P12 and adult stages in the gerbil auditory structures (cochlear nucleus, superior olive and IC). Moreover, the western-blot technique reveal an increase in Rho-A expression between P6 and P12 and a decrease in Rac1 expression. Finally, inhibition of Rho-A effector increase sectioned commissural fibers regeneration through the lesion site. These results suggest that Rho-GTPases are implicated in IC axonal regeneration failure observed at P12 stage.

 

Focus


Vaea RICHARD a préparé sa thèse sous la direction d'Aziz Hafidi au Laboratoire de « Biologie Moléculaire et Cellulaire de L’Audition » EA-3665/U-587 de Didier Dulon.

Jury

Président du Jury : Frédéric Nagy, DR INSERM EMI-358, Bordeaux 2
Rapporteur : Radhouane Dallel, PUPH EMI-216, Clermont-Ferrand 1
Rapporteur : Alain Privat, DR INSERM U-583, Montpellier 2
Examinateur : Didier Dulon, DR INSERM EA3665/U-587, Bordeaux 2
Examinateur : Susanne Schmidt, CR FRE2593, Montpellier 2
Directeur de thèse : Aziz Hafidi, MCU EA3665-U-587, Clermont-Ferrand 2