Rôle du pH intracellulaire dans le contrôle de la différenciation des cellules oligodendrocytaires

par Frédéric Bernard

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Dominique Aunis.

Soutenue en 2003

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    Une augmentation spontanée du pH intracellulaire (pHi) des précurseurs oligodendrocytaires (OLP) est enregistrée au début de leur différenciation. Sur divers types cellulaires, des changements similaires de pHi constituent souvent une réponse à l'application de divers facteurs (facteurs de croissance, hormones). Nous avons analysé le rôle du pHi dans le déclenchement de la différenciation et dans les processus d'élaboration des prolongements des OLP. Les effets sur le pHi d'un agent pro-différenciant (l'acide rétinoi͏̈que, AR) et d'une molécule de guidage contrôlant la morphologie des oligodendrocytes (la sémaphorine 3A, Sema3A), ont été analysés par microfluorimétrie du BCECF. Les effets de manipulations expérimentales du pHi sur la morphologie des OLP ont été quantifiés par une méthode originale d'analyse basée sur l'utilisation de la géométrie fractale. L'application d'AR stimule la différenciation des OLP, un doublement du nombre de cellules exprimant le galactocérébroside est observé après 72 heures de traitement. Parallèlement, l'addition d'AR entraîne une augmentation du pHi de 0,25 unité. Cette alcalinisation est directement liée à l'augmentation d'activité de l'échangeur Na+/H+. La suppression expérimentale de cette alcalinisation empêche la stimulation de la différenciation par l'AR. Inversement, la reproduction expérimentale de cette alcalinisation, en l'absence d'AR, stimule la différenciation dans les mêmes proportions que l'AR. Nous avons également montré que cette alcalinisation induisait une activation des MAPK ERK1/2. L'utilisation d'autres valeurs expérimentales de pHi a permis de montrer que le taux de différenciation des OLP est principalement dépendant de pHi. Nous avons montré que les OLP expriment de manière fonctionnelle la plexine-A1, une sous unité du récepteur de la Sema3A. L'addition de Sema3A induit une diminution importante de la complexité morphologique des OLP. Parallèlement, Sema3A induit une acidification intracellulaire transitoire de 0,13 unité pH, concomitante d'une diminution d'activité des MAPK ERK1/2. La suppression expérimentale de l'acidification observée inhibe totalement l'effet de Sema3A sur la morphologie des OLP. Ces résultats démontrent que le pH intracellulaire constitue l'un des signaux impliqués dans les processus de différenciation et de croissance cellulaires.


  • Résumé

    A spontaneous increase of intracellular pH (pHi) is observed at the beginning of oligodendrocytes precursors (OLP) differentiation. On many cell types, such pHi changes are induce by multiple factors (growth factors, hormones). We have analyzed the role of such pHi changes during OLP differentiation and processes outgrowth. The effects on pHi of retinoi͏̈c acid (RA), that promotes OLP differentiation, and of semaphorin 3A (Sema3A), that inhibits processes outgrowth, were measured by microfluorimetric analysis of the pH-sensitive probe BCECF. Effects of experimental pHi changes on OLP morphology were analyzed by using the fractal geometry. After 72 hours, application of RA promotes differentiation : a 2-fold increase in the number of cells expressing the galactocerebroside is observed. This effect was accompanied by an intracellular alkalinization of 0. 25 pH unit. This alkalinization is due to an increase in the activity of the Na+/H+ exchanger. Blocking this alkalinization inhibits RA-stimulated differentiation. Conversely, mimicking this alkalinization in the absence of RA, induce OLP to differentiate. By analyzing different conditions, we demonstrate that OLP differentiation is dependent on pHi. Furthermore, an intracellular alkalinization from 6. 88 to 7. 13 is able to induce MAPK ERK1/2 activation. Oligodendrocytes express plexine-A1, one of the component of the Sema3A receptor. Addition of Sema3A greatly inhibits oligodendrocyte morphological complexity. Sema3A also induce an intracellular acidification of 0. 13 pH unit, that is concomitant with a decrease in ERK1/2 activity. The inhibitory effect of Sema3A is counteracted by preventing this intracellular acidification. These results demonstrated that intracellular pH is a signal controlling OLP differentiation and processes outgrowt.

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Informations

  • Détails : 130 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 101-130

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2003;4387
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