Ontogénie du système nerveux autonome périphérique

par Franck Boismoreau

Projet de thèse en Neurosciences

Sous la direction de Jean-françois Brunet.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Cerveau, cognition, comportement , en partenariat avec Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure (laboratoire) et de Ecole normale supérieure (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2016 .


  • Résumé

    Mon projet de thèse est centré sur l'ontogenèse du système nerveux autonome (SNA) et se situe dans la continuité de mon travail de Master. Durant mon stage de M2, les données que j'ai obtenues suggèrent que les neurones préganglionnaires sacrés sont sympathiques, plutôt que parasympathiques. Mon projet de thèse consiste en grande partie à conforter ces données et à étendre cette révision du SNA à la partie périphérique du système nerveux autonome pelvien, c'est-à-dire au ganglion pelvien qui innerve tous les organes pelviens (rectum, vessie et organes génitaux), et contient les cibles des MNv sacrés qui sont considérées par définition comme parasympathiques, mais aussi des cibles du flux sympathique thoraco-lombaire ; le ganglion est donc considéré comme mixte sympathique-parasympathique, une particularité unique. Une autre différence essentielle entre les ganglions sympathiques et parasympathiques est leur relation développementale avec les nerfs préganglionnaires. Les chaines sympathiques se développent indépendamment des nerfs alors que les ganglions parasympathiques dépendent entièrement de leur futur nerf préganglionnaire. J'examinerai donc le rôle des nerfs dans la formation du ganglion pelvien. Je détruirai les nerfs pelviens en utilisant des animaux Olig2 KO car les nerfs spinaux ne se forment pas en l'absence de motoneurones dont les axone sont pionniers et mes résultats de M2 montrent que les MNv sacrés dépendent d'Olig2. De plus, je bloquerai la migration des précurseurs des cellules ganglionnaires le long du nerf pelvien, en supprimant la signalisation ErbB3/Nrg1 grâce à des mutants disponibles au laboratoire. Une extension de ces travaux sur la signalisation ErbB3/Nrg1 concerne une autre division du système nerveux autonome, le système nerveux entérique (SNE). Le scénario actuel de la formation du SNE est que la crête vagale envahit l'œsophage par le biais du nerf vague (son nerf préganglionnaire) puis tout le tube digestif dans une vague rostro-caudale, sous l'influence de la signalisation Ret/GDNF. Cependant, la formation œsophagienne reste mal connue : en effet, elle est seulement partiellement affectée chez les mutants ayant une délétion du reste du SNE. Il a donc été suggéré une contribution de la crête neurale cervicale. Le laboratoire a observé qu'une lésion génétique du nerf vague mène à une atrophie du système nerveux œsophagien. De plus dans les KO Phox2b, les précurseurs entériques œsophagiens apparaissent anormalement agrégés autour des nerfs vagues. J'explorerai donc l'hypothèse que le nerf vague guide la crête vagale jusque dans l'intestin de la même façon que les autres nerfs crâniens guident les précurseurs des ganglions parasympathiques. Pour cela j'utiliserai de nouveau des knockouts conditionnels de ErbB3 et Nrg1, avec quantification du système oesophagien sur coupe et par visualisation 3D sur embryons clarifiés par la méthode iDISCO utilisée en routine dans le laboratoire. L'enjeu de ces expériences est une révision du mode de formation du SNE. Je compte également poursuivre d'autres observations que j'ai faite pendant mon stage M2 relative au système nerveux autonome. En effet, j'ai obtenu des mutants conditionnels pour le facteur à boîte T, Tbx3 restreint aux neurones Phox2b+ et observé qu'ils ne survivent pas au sevrage. Je compte explorer plus avant le rôle de Tbx3 dans les neurones autonomes.

  • Titre traduit

    Ontogeny of the peripheral automonic nervous system


  • Résumé

    My thesis project is targeted on the ontogeny of the autonomic nervous system (ANS) and is continuous to my master work. During my M2 internship, my results have begin to show that sacral preganglionic neurons are sympathetic instead of parasympathetic. My thesis project is linked to that to confirm those results and do a revision of the ANS and particularly in the pelvic system innervating the pelvic organs (rectum, bladder, and genitals) and being targeted by sacral motoneurons considered by definition as parasympathetic but also targeted by sympathetic nerves. That's why this ganglion is considered as mixed. Another essential difference between sympathetic and parasympathetic ganglion is their relation with the nerves. The sympathetic chain is independent of their future nerves while parasympathetic ganglia are completely dependent on them. I will so examine the formation of the pelvic ganglion after deleting the nerve. I will do it by a knock-out of Olig2 which is implicated in the sensory nerves being pioneers of the motor ones innervating the sympathetic chain. Moreover, cells migrating along those nerves to form the ganglia depend on the signaling pathway ErbB3/Nrg1 so I will also delete them from cells and nerves respectively and observe the formation of the pelvic ganglia after that to determine its nature. This pathway is also implicated in the enteric nervous system (ENS). The current scenario to its formation is that vagal neural crest cells invade the esophagus by the vagus nerve and then invade the whole gut in a rosto-caudal wave of migration under influence of the Ret/GDNF pathway. However, the formation of the esophagus innervation isn't known : it is only partially affected by mutant in which all the ENS is affected so a cervical neural crest cells implication is suggested. The laboratory has already observed that a lesion of the vagus nerve leads to an atrophy of the esophagus system. Moreover in Phox2b KO precursors appears abnormal and aggregated around the vagus nerve. I will so explore the hypothesis that the vagus nerve guides the neural crest until the intestine like other cranial nerves guide the precursors of the parasympathetic ganglia. To do that, I will use KO of ErbB3 and Nrg1 with quantification of the esophagus system on slice but also by visualization in 3D in clarified embryos by the iDISCO method. The aim of this work is a revision of the formation of the ENS. I will also go on another observations that I've done during my M2 internship linked to the ANS. Indeed, I've got conditional mutant of the T-box transcription factor Tbx3 in the Phox2b population (precursors of the ANS) which don't survive to the weaning. I will so investigate the function of Tbx3 in those neurons to understand this problem.