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Etude des mécanismes de remyélinisation spontanée dans le cerveau adulte

Oligodendrocytes en culture

Oligodendrocytes en culture : myéline (protéine MBP, en vert), cytosquelette (tubuline, en rouge) et noyaux (Olig2, en blanc). © AMU/CNRS Karine Magalon (IBDM)

Pas de préférence pour la période de stage (déc-mars ou mars-juin), mais nous ne prendrons qu’un seul stagiaire.

L’équipe a pour objectif principal de caractériser les processus mis en œuvre lors de la réparation de la myéline dans le cerveau adulte. Les oligodendrocytes (OLG) sont des cellules hautement sensibles au stress oxydatif, aux dommages excitotoxiques et à l’inflammation. De nombreuses situations pathologiques (trauma, ischémie, dysfonctionnement métabolique…) peuvent donc affecter les OLG et conduire à une démyélinisation. Parmi les pathologies ciblant directement les OLG, la plus fréquente est la Sclérose en Plaques (SEP) qui est une maladie inflammatoire auto-immune touchant de jeunes adultes. Lorsque la myéline est endommagée, comme c’est le cas dans la SEP, l’information n’est plus transmise correctement, ce qui entraîne la dégénérescence des fibres nerveuses. Des troubles neurologiques apparaissent alors et aboutissent à un handicap important et irréversible. Les traitements actuellement proposés aux patients sont des immunomodulateurs et des anti-inflammatoires permettant de diminuer la fréquence et l’intensité des crises, mais n’assurant pas la réparation de la myéline ; ils sont donc inefficaces pour éviter la progression du handicap sur le long terme. C’est pourquoi il est urgent de développer de nouvelles approches thérapeutiques qui permettront de réparer la myéline et de protéger les neurones de la mort.

L’analyse post-mortem de cerveaux de patients atteints de SEP a permis de montrer qu’il existe un processus de remyélinisation spontané, mais celui-ci est très variable d’un patient à l’autre et même d’une lésion à l’autre au sein du même patient, rendant la récupération fonctionnelle insatisfaisante. Les rongeurs présentent un potentiel de rémyélinisation spontané plus développé que l’homme, et l’étude de modèles murins de SEP a permis d’identifier différents types cellulaires participant à la régénération de la myéline. Notre objectif est de caractériser les mécanismes contrôlant cette réparation spontanée pour mieux la promouvoir. Notre projet vise à mieux caractériser ces différentes populations cellulaires et leur contribution à la remyélinisation. Ainsi, nous étudierons le rôle (1) des cellules souches neurales résidant dans la zone sous-ventriculaire (SVZ) du cerveau adulte, (2) des progéniteurs d’oligodendrocytes (OPC) disséminés dans l’ensemble du parenchyme cérébral, et (3) des OLG matures péri-lésionnels.

(1) Les cellules souches neurales produisent, en condition physiologique, des neuroblastes qui migrent dans la voie rostrale pour générer de nouveaux interneurones dans le bulbe olfactif pendant toute la vie de l’animal. Nous avons récemment montré qu’en contexte pathologique de démyélinisation, ces cellules sont capables de changer de direction, pour rejoindre les zones lésées, et de destin, pour générer des OLG et non des neurones. Ainsi, ces cellules contribuent de façon significative au processus de régénération de la myéline. Nous souhaitons à présent :

a.     Identifier les mécanismes moléculaires par lesquels une cellule déjà engagée vers un destin neuronal peut adopter une identité oligodendrocytaire. Décrypter les mécanismes de cette plasticité insoupçonnée pourrait en effet ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques.

b.     Evaluer les propriétés immuno-modulatrices des cellules souches endogènes recrutées dans les lésions. En effet, si nous avons montré que les cellules souches produisent efficacement des OLG dans un modèle de SEP, nous avons également observé qu’une proportion non négligeable (environ 20%) migrent vers la lésion mais restent à l’état indifférencié. Des données de la littérature suggérant que les cellules souches neurales peuvent présenter des fonctions immuno-modulatrices, nous étudierons le possible rôle indirect de ces cellules dans le processus régénératif, en adressant en particulier leur dialogue avec les cellules immunitaires (notamment la microglie).

(2) Les progéniteurs d’oligodendrocytes (OPC) sont des cellules immatures mais néanmoins déjà engagées dans le lignage oligodendrocytaire. Ces cellules sont quiescentes en conditions physiologiques, mais sont capables de se ré-activer en réponse à une lésion de démyélinisation : elles se mettent à proliférer puis se différencient en OLG myélinisants. Cependant, les mécanismes précis régissant ce processus restent mal caractérisés, et certaines questions restent ouvertes : les OPC représentent-ils une population cellulaire homogène ? Sont-ils tous ré-activés de façon équivalente et contribuent-ils tous également à la remyélinisation ?

(3) Les OLG matures sont des cellules différenciées extrêmement complexes qui sont les principales cellules affectées dans les pathologies de la myéline. Elles ne sont donc classiquement pas considérées comme pouvant participer au processus régénératif. Cependant nos résultats récents suggèrent que les OLG situés en bordure de lésion modifient leur profil transcriptionnel et sécrètent des molécules qui vont modifier le micro-environnement et impacter les OPC et la microglie, lesquels sont directement impliqués dans la réparation. Ces données apportent un éclairage nouveau sur le rôle potentiel des OLG matures dans le processus de remyélinisation. Notre objectif est de mieux caractériser ces OLG réactifs en bordure de lésion afin de mieux comprendre leur contribution à la réparation.

Les techniques que nous utilisons en routine sont les suivantes :

  • Culture cellulaire primaire
  • Modèles de SEP sur souris « wild type » ou génétiquement modifiées : injection stéréotaxique de lysolécithine dans le corps calleux / Intoxication à la cuprisone / Induction d’encéphalite auto-immune (EAE)
  • Histologie, immunofluorescence, hybridation in situ
  • Microscopie (apotome, confocale, électronique)
  • Biochimie (western blot)
  • Biologie moléculaire (qPCR, RNAseq …)
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