Les mécanismes moléculaires de la dégénérescence axonale dans un contexte de type Dying back pattern

Abstract

Dans la Maladie d Alzheimer, les neurones meurent par un processus de mort cellulaire programmée, appelé apoptose. Des études in vivo, ont montré que cette étape de destruction somatique, tardive, est précédée de phénomènes précoces de dysfonctionnements synaptiques et de dégénérescences axonales. Néanmoins, en l absence d outils appropriés, leurs modalités et leurs mécanismes moléculaires demeurent encore mal connus. Nous nous proposons d aborder cette problématique en utilisant un nouveau système de culture primaire de neurones appelé microfluidique permettant la compartimentalisation efficace des axones et des somas de neurones issus du système nerveux central. Grâce à cet outil nous mettons en évidence qu un stress appliqué uniquement au niveau du corps cellulaire est suffisant pour induire une dégénérescence axonale. Il semble donc qu un signal de dégénérescence se soit propagé dans l axone depuis le soma. D un point de vue moléculaire, la map kinase JNK impliquée dans les phases précoces de l apoptose est ici le premier signal observé dans l axone, contrôlant la fission des mitochondries et l activation des caspases, qui sont les effecteurs moléculaires de la phase d exécution de l apoptose. De plus, nous avons démontré que le NAD+, un élément clef dans la bioénergétique du neurone, était lui aussi impliqué. Ainsi nos résultats suggèrent que le NAD+ et le programme apoptotique peuvent ensemble participer au devenir de l axone. En conclusion, ce travail s intègre dans la compréhension des mécanismes de la dégénérescence axonale observée dans les maladies neurodégénératives telle que la Maladie d AlzheimerIn Alzheimer's disease, neurons die through a process of programmed cell death, called apoptosis. In vivo studies have shown that this stage of somatic destruction, late, is preceded by phenomena of early synaptic dysfunction and axonal degeneration. However, in the absence of appropriate tools, their methods and their molecular mechanisms remain poorly understood. We propose to tackle this issue using a new system of primary culture of neurons called "microfluidic" for effective compartmentalization of axons and somas of neurons from the central nervous system. With this tool we show that a stress applied only at the cell body is sufficient to induce axonal degeneration. It therefore seems that a signal has spread degeneration in the axon from the soma. From a molecular point of view, the map kinase JNK involved in the early stages of apoptosis is by the first signal observed in the axon, controlling the fission of mitochondria and caspase activation, which are the molecular effectors of the execution phase of apoptosis. Furthermore, we demonstrated that the NAD +, a key element in the bioenergetics of the neuron, was also involved. Thus our results suggest that NAD + and apoptosis can all become involved in the axon. In conclusion, this work fits into understanding the mechanisms of axonal degeneration observed in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's diseasePARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF