Etude du potentiel endogène de réparation de la rétine adulte

par Laura Menu dit Huart

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de José Sahel et de Thierry Léveillard.

Soutenue en 2005

à Strasbourg 1 .

mots clés

• Rétine -- Dégénérescence
• Développement neurologique
• Récepteurs sensoriels -- Régénération
• Névroglie
• Cellules souches
• Corps ciliaire

Résumé

Il est admis que certaines régions du système nerveux central des mammifères adultes sont permissives à une neurogénèse, potentiel susceptible d'être activé par la dégénérescence. Afin de tester si la rétine est capable de régénération en vue de maintenir l'intégrité tissulaire, nous avons comparé le niveau de prolifération cellulaire dans une rétine saine par rapport à une rétine en dégénérescence, la rétine rd1. L'injection puis la détection d'un analogue de base d'ADN (BrdU) a notamment permis de détecter deux populations cellulaires, des noyaux localisés dans l'extrême périphérie de la rétine, ainsi que, dans la rétine en dégénérescence seulement, des noyaux localisés dans la couche des photorécepteurs dont une partie exprime des pigments visuels de photorécepteurs. La quantification du nombre de cellules ayant incorporé de la BrdU dans la zone ciliaire suggère un retard de développement dans la rétine rd1 par rapport à la rétine normale sans montrer de réelle induction d'un potentiel régénératif. Cependant, d'autres résultats attestent d'une certaine plasticité de la zone ciliaire adulte. La couche des photorécepteurs présentant une apoptose massive, nous avons voulu vérifier la spécificité de certains marqueurs couramment utilisés pour visualiser la prolifération cellulaire; nos résultats sont cohérents avec des mécanismes de réparation d'ADN dans les photorécepteurs rd1 impliquant la protéine suppresseur de tumeur, p53 ainsi que son partenaire mdm2, un facteur accessoire de DNA Polymérases, PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen), une ligase, la DNA Ligase IV et son partenaire dans la réparation de cassures double brin de l'ADN, XRCC4. Selon une seconde approche, nous développons un modèle d'étude du potentiel neurogénique de la glie rétinienne: nous cherchons à appliquer à la rétine un système ayant permis, dans le cerveau en développement et adulte, d'attribuer aux cellules gliales un rôle de précurseur neuronal susceptible d'être exploité lors d'une dégénérescence neuronale. Cette hypothèse, testée chez une souris transgénique exprimant le récepteur d'un rétrovirus aviaire sous contrôle d'un promoteur glial permettant théoriquement l'infection donc le suivi des cellules gliales, n'a pu être vérifiée.

Titre traduit

Endogenous repair potential of the adult retina

Résumé

In light of different recent results suggesting that the adult mammalian central nervous system can produce new neurons, possibly as an endogenous repair mechanism, we investigated whether neurogenesis occurs in response to photoreceptor degeneration in the rd1 mouse, a model of human-inherited retinal dystrophy. Bromodeoxy-Uridine (BrdU) incorporation and proliferating cell nuclear antigen (PCNA) expression experiments detected cell proliferation in the extreme peripheral retina, in both wt and rd1 retina, independent of degeneration. BrdU incorporation and PCNA expression also occurred in rd1 photoreceptors. Our results strongly suggest that these photoreceptors are undergoing DNA repair rather than coming from a proliferative event: p53, MDM2, PCNA, DNA ligase IV and XRCC4 are expressed before photoreceptor death, consistent with a model where photoreceptors expressing the rd1 mutation activate a process of DNA repair but which is overwhelmed by the disease mutation leading to apoptotic death. The existence of such a balance offers potential new targets for neuroprotective approaches. On the other hand, we hypothesised retinal glial cells could be neuronal progenitors, as shown for radial glia during cerebral development and for astrocytes in the subventricular zone of the forebrain. To test if glial cells are able to transform into photoreceptors in response to their degeneration, we used a transgenic mouse enabling to follow glial cells through their specific infection with an avian retrovirus. In the mouse model of retinal degeneration due to rd1 expression, the absence of glial proliferation does not allow to infect glial cells with a retrovirus.