Spatio-temporal studies of the spinal cord injury through OMICs and physiological approaches

par Stéphanie Devaux

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Michel Salzet et de Dáša Čížková.

  • Titre traduit

    Etudes spatio-temporelle de la lésion de la moelle épinière par des approches OMICs et physiologique


  • Résumé

    Les lésions de la moelle épinière (LME) appartiennent aux troubles incurables du système nerveux central. Les symptômes cliniques sont la conséquence des modifications dégénératives liées principalement à une inflammation aiguë, à la démyélinisation des axones et la formation d’une cavité qui perturbe les voies axonales. Nous mimons la LME grâce à la technique de ballon compression au niveau thoracique Th8-9 chez le rat. Une première étude a montré une régionalisation des protéines sécrétées 3 jours après lésion avec au niveau rostral un profil neuroprotecteur et au niveau caudal un profil neuroinflammatoire et apoptotique. Une étude spatio-temporelle a ensuite été mené pour compléter ces premiers résultats. Nous avons mis en évidence une symétrie entre les segments rostral et caudal avec la présence de facteurs neurotrophiques mais également d’inhibiteur de croissance neuritique au niveau caudal (lectines et RhoA). Des immunoglobulines ont été identifiés et semblent être colocalisées avec certains neurones. L’utilisation de biomatériaux injectés au niveau de la lésion permet de combler la cavité mais aussi de servir de réseau pour une future croissance axonale. Les alginates ont la capacité de libérer des facteurs qui permettront de moduler l’inflammation et de promouvoir la repousse neuritique. Les premiers résultats concernant l’injection de l’inhibiteur de RhoA tendent à montrer une augmentation de la repousse neuritique et des vésicules synaptiques au sein de la lésion. L’ensemble de ces résultats ont clairement démontré une évolution spatio-temporelle du profil moléculaire et ont défini le segment caudal comme étant une potentielle cible de traitement.


  • Résumé

    Spinal cord injury (SCI) belongs to incurable disorders of the CNS. Primary damage and axonal disruption are followed by progressive cascade of secondary deleterious reactions. Although axonal regeneration is initiated, it is quickly repressed due to severe inflammation, lack of trophic support and inhibitory environment. In a balloon-compression SCI rat model the secretomes of the lesion segment and adjacent segments 3 days after SCI were studied and a regionalization of inflammatory and neurotrophic response between the rostral and caudal segments was highlighted. These results were complemented with spatiotemporal study of SCI. Rostral and caudal segments have shown the ability to regenerate due to the presence of immune cells with an anti-inflammatory and neurotrophic phenotype. However, a time lag occurs between segments, with a caudal segment near the lesion expressing inflammatory and apoptotic phenotype. This segment appears to be a potential target for future treatment. Indeed, this segment shows the presence of lectins and RhoA proteins but also the presence of antibodies colocalized with neurons. Therapeutic strategies have focused on the inhibition of these factors in addition to the use of biomaterials. Alginates fill the cavity and create a network facilitating axonal regrowth and have the ability to release factors which would modulate inflammation and stimulate regeneration. These data established spatiotemporal evolution and indicate that we can initiate regenerative processes in the caudal segment if trophic factors are added.


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