Maladie d’Alzheimer et Syndrome d’Apnées du Sommeil : deux pathologies liées ? Etude des conséquences d’un stress hypoxique sur la cognition et la pathologie Tau dans le modèle murin transgénique THY-Tau22

par Claire Alves Pires

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Luc Buée et de Christelle Monaca Charley.

Soutenue le 10-12-2015

à Lille 2 , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Lille) , en partenariat avec Centre de Recherche Jean-Pierre AUBERT Neurosciences et Cancer (Lille) (laboratoire) et de Centre de Recherche Jean-Pierre AUBERT - Neurosciences et Cancer (JPArc) (laboratoire) .


  • Résumé

    La maladie d’Alzheimer (MA) est une pathologie neurodégénérative multifactorielle constituant la première cause de démence. Au niveau cérébral, deux types de lésions histopathologiques sont retrouvées chez les patients : les dépôts amyloïdes, constitués de peptides bêta ;-amyloïdes (A bêta;) agrégés dans le milieu extracellulaire ; et la dégénérescence neurofibrillaire (DNF), accumulation intra-neuronale de fibrilles formées de filaments appariés en hélices, majoritairement constitués de protéines Tau agrégées et pour lesquelles l’état de de phosphorylation est altéré. Si le principal facteur de risque de MA est l’âge, de nombreux facteurs de risques environnementaux et génétiques ont également été identifiés. Depuis plusieurs années, les études cliniques réalisées chez des patients atteints de la MA semblent indiquer que les troubles du sommeil, et en particulier le syndrome d’apnées du sommeil (SAS), pourraient être à l’origine de la conversion des patients présentant une déficience cognitive légère vers une MA, ainsi que d’une aggravation du tableau cognitif chez ces patients Alzheimer. Dans ce contexte, plusieurs études expérimentales se sont intéressées aux effets d’un stress hypoxique intermittent sur la composante amyloïde de la MA. En particulier, il a été démontré qu’un stress hypoxique intermittent pouvait potentialiser la synthèse de peptides Aβ in vitro mais également in vivo. En revanche, à l’heure actuelle, l’effet d’un stress hypoxique intermittent sur la pathologie Tau demeure très peu connu. Or, chez l’homme, la progression de la DNF est corrélée avec celle des atteintes cognitives. De fait, et suite aux études cliniques semblant indiquer une majoration des troubles cognitifs chez les patients Alzheimer présentant un SAS, il nous a semblé pertinent de nous intéresser à la pathologie Tau en situation d’hypoxie. Les objectifs de ces travaux de thèse étaient d’évaluer l’effet d’un stress hypoxique sur la mémoire et la protéine Tau chez l’animal. Pour cela, nous avons utilisé le modèle murin transgénique THY-Tau22, qui surexprime une protéine Tau humaine mutée et développe une pathologie Tau progressive corrélée avec une atteinte mnésique observable lors de tests comportementaux. Nous avons utilisé des animaux à différents stades de la pathologie Tau : les premiers présentaient une pathologie Tau modérée, les seconds présentaient une pathologie Tau à un stade plus avancé. Les animaux ont été soumis à deux protocoles d’hypoxie différents : un protocole d’hypoxies aiguës (Fraction inspirée en oxygène (FiO2) égale à 8% pendant une heure) mais répétées de façon bihebdomadaire pendant plusieurs mois, et un protocole d’hypoxies intermittentes (FiO2 variant de 5% à 21% par cycles de 60 secondes, 8 heures par jour, pendant deux semaines). Nos résultats ont mis en évidence des effets inattendus du stress hypoxique sur la mémoire des animaux, associés à des modifications de l’état de phosphorylation et de l’agrégation de la protéine Tau. En particulier, les animaux transgéniques les plus âgés (donc présentant une pathologie Tau a un stade avancé) soumis au protocole d’hypoxies intermittentes (modèle de SAS) ont présenté une amélioration de leurs capacités mnésiques, ce qui va à l’encontre des observations réalisées en clinique humaine (aggravation des troubles cognitifs des sujets atteints de la MA et présentant un SAS). Ces résultats sont associés à une réduction des quantités de protéines Tau agrégées dans l’hippocampe, signe d’une réduction de la pathologie Tau dans le modèle. Nous discutons ici ces résultats et leur apport en clinique humaine.

  • Titre traduit

    Alzheimer’s disease and sleep apnea syndrome : two linked pathologies? Study of the consequences of a hypoxic stress on cognition and Tau pathology in the THY-Tau22 transgenic mouse model


  • Résumé

    Alzheimer’s disease (AD) is a multifactorial neurodegenerative pathology constituting the first cause of dementia. At a cerebral level, two kinds of histopathological lesions are found in patients: amyloid deposits (extracellular aggregates of β-amyloid peptides: Aβ) and neurofibrillary degeneration (NFD). NFD consists in intraneuronal accumulation of paired helical filaments, mainly composed of aggregated and hyperphosphorylated Tau proteins. Aging is the main risk factor for AD. However, numerous environmental and genetic risk factors have also been identified. Since several years, some clinical studies have shown that sleep disorders breathing, and especially the sleep apnea syndrome (SAS) could be responsible of the conversion of mild cognitive impairment to AD. SAS could also be an aggravating factor for AD, with an increase of the cognitive decline seen in patients. In this context, many experimental studies have been interested in the consequences of an intermittent hypoxic stress on the amyloid pathology. More specifically, it has been shown that an intermittent hypoxic stress could potentiate Aβ synthesis both in vitro and in vivo. Nevertheless, the impact of an intermittent hypoxic stress on Tau pathology remains poorly investigated. As clinical studies in AD patients with a SAS have shown an increase of the cognitive decline, and that it is well known that NFD is correlated with the cognitive impairment in AD patients, we were interested to study the Tau pathology under hypoxia.Our objectives in this thesis were to evaluate the consequences of a hypoxic stress on memory and Tau protein in animals. We used the THY-Tau22 transgenic mouse model, overexpressing a human mutated Tau protein and presenting a progressive Tau pathology correlated with a memory impairment observable in behavioural tasks. The animals were submitted to hypoxia at different stages of the Tau pathology: the younger animals showed a moderate Tau pathology whereas the olders presented a major Tau pathology. Two different protocols were used in this work. The first one consisted in repeated acute hypoxias (inspired fraction of oxygen (FiO2): 8% for 1 hour, twice a week, for several months). The second one was a protocol of intermittent hypoxias (FiO2 comprised between 5% and 21%, 60 seconds cycles, 8 hours per day, for 2 weeks). We observed some unexpected results of hypoxic stress on memory and Tau pathology in our transgenic mice. More specifically, the THY-Tau22 mice exhibiting the stronger Tau pathology (the older animals) have shown an improvement of their memory after two weeks of intermittent hypoxia. This result goes against the clinical observations (aggravation of the cognitive decline of AD patients with a SAS), but is correlated in our model to a significant decrease of aggregated Tau protein in the hippocampi of our mice. We discuss here these results and their contribution to human pathology.


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  • Détails : 1 vol. (218 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 147-174

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50.379-2015-35
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