Étude in vitro du rôle de la barrière hémato-encéphalique dans les pathologies cérébrales à caractère inflammatoire : développement d'un modèle de barrière hémato-encéphalique chez la souris

par Caroline Coisne

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Roméo Cecchelli.

Soutenue en 2005

à l'Artois .


  • Résumé

    Les cellules endothéliales (CE) des capillaires cérébraux, support anatomique de la barrière hémato-encéphalique (BHE), présentent des caractéristiques structurales et métaboliques restreignant les échanges sang/cerveau. Les pathologies cérébrales s'accompagnent d'une rupture de la BHE, ayant pour conséquence une augmentation de la perméabilité de l'endothélium aux molécules plasmatiques et aux cellules sanguines. Dans l'étude de ces phénomènes, nous avons développé un modèle syngénique de BHE in vitro chez la souris, qui consiste en une coculture de CE de capillaires cérébraux et de cellules gliales (CG). Les CE montrent des caractéristiques de BHE in vivo: expression et localisation périphérique des protéines des jonctions serrées, expression et activité biologique de la P-glycoprotéine. La perméabilité de la monocouche de CE à divers composés a été évaluée et reproduit les données in vivo. Le recrutement des cellules immunitaires vers le SNC implique l'expression de molécules d'adhérence à la surface des CE. Nous observons ICAM-1, ICAM-2 et VCAM-1 à la surface des CE et, comme in vivo, une augmentation de l'expression d'ICAM-1 et de VCAM-1 par des agents inflammatoires est rencontrée. Une controverse subsiste quant à l'implication des sélectines. A l'état basal, les CE de notre modèle n'expriment ni E- ni P-sélectine. Par contre, selon le stimulus inflammatoire, une modulation différentielle de l'expression des sélectines est observée. Ce modèle syngénique de BHE in vitro chez la souris reproduit au plus proche la situation in vivo et s'avèrera un outil précieux dans l'étude du rôle de l'endothélium cérébral dans les phénomènes inflammatoires affectant le SNC.


  • Résumé

    Blood-brain exchanges are regulated by the blood-brain barrier (BBB). Highly specialized endothelial cells form the BBB and restrict paracellular diffusion of molecules, while selective transports occur using receptor or transporter-mediated transcytosis. Central nervous system (CNS) disorders are associated with BBB breakdown which leads to the increase in BBB permeability to blood-borne molecules and immune cells. We developed a mouse syngenic in vitro BBB model, consisting in a primary coculture of mouse brain capillary endothelial cells (MBCECs) and glial cells. MBCECs exhibit in vivo BBB properties (cell border localisation of tight junction proteins, P-glycoprotein expression and efficiency). Compound permeability through MBCEC monolayer was performed and compared to in vivo data. As immune cell recruitment across the BBB involves cell surface molecules. We investigated the expression of ICAM-1, ICAM-2 and VCAM-1 on MBCECs and demonstrated cell surface upregulation of ICAM-1 and VCAM-1 during inflammatory events. In vivo, a controversy remains concerning the role of selectins. MBCECs were shown to be negative for E and P-selectins under basal condition, while a differential expression of selectins is observed under inflammatory stimuli. This well-characterised mouse in vitro BBB model which mimics in vivo situation will be a valuable tool to study BBB permeability changes during CNS inflammatory events.

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  • Cote : 05ARTO0403
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