Neurotoxicité précoce et mécanismes de neuroprotection dans un modèle poisson‐zèbre de la maladie d'Alzheimer

par Clément Barbereau

Projet de thèse en Neurosciences

Sous la direction de Mireille Rossel.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale de l'École pratique des hautes études (Paris) , en partenariat avec MMDN - Mécanismes Moléculaires dans les Démences Neurodégénératives (laboratoire) , LADHYX (equipe de recherche) et de École pratique des hautes études (Paris) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Le projet qui sera développé a pour but d'utiliser les avantages du modèle Poisson-Zèbre pour modéliser / créer une approche multi-factorielle qui permette de moduler les facteurs clés de la maladie d'Alzheimer afin de mieux caractériser leur rôle, mais aussi d'explorer d'éventuelles interactions avec de nouveaux candidats. Nos objectifs sont les suivants : 1) afin de comprendre l'élément déclenchant et/ou aggravant la neurotoxicité, nous testerons sur la lignée transgénique de Tauopathie les interactions avec le facteur majeur impliqué dans la maladie d'Alzheimer : oligomères d'Aβ. Ce premier objectif nous permettra d'établir un modèle hTauP301L/Aβ1-42 et de suivre les facteurs clés dans les étapes précoces de l'accumulation des formes hyperphorylées de Tau. Au préalable nous aurons caractérisé le modèle Aβ chez le poisson-zèbre (en testant différentes voies d'injections) en évaluant les marqueurs de neurotoxicité, la déplétion de BDNF, l'activation des microglies et la phosphorylation de Tau. Une caractérisation sensorimotrice sera effectuée pour chaque lignée sur une plateforme spécialisé, dans le but de détecter les premiers systèmes impactés par la neurotoxicité. Une fois ce modèle établi, des facteurs candidats connus pour être dérégulés dans la maladie d'Alzheimer (BDNF, chimiokines) seront testés afin de valider notre modèle. 2) Parallèlement l'aspect inflammatoire (cytokines, protéines pro- et anti-inflammatoires), lié à l'activation des cellules microgliales, sera analysé dans ce double modèle. Une étude récente montre que la mobilisation des microglies semble avoir un rôle prépondérant dans la propagation de la neurotoxicité liée à Tau. Ce rôle dans la propagation / aggravation des formes hyperphosphorylées de Tau pourra être suivi grâce à une lignée transgénique marquant précocement le lignage monocytaire, puis les macrophages et microglies. De plus, la libération de cytokines inflammatoires sera mesurée afin d'établir le niveau de neuroinflammation. 3) Une approche pharmacologique sera réalisée avec des molécules inhibitrices pour les différents facteurs déterminés dans les étapes précédentes afin de tester leur efficacité en contexte multifactoriel. Notre modèle permettra aussi de réaliser une analyse des effets secondaires toxiques sur l'organisme entier pour chaque molécule. L'ensemble de ces approches fournira un modèle complet (hTauP301L/Aβ1-42) et parfaitement calibré qui permettra non seulement de valider ce modèle en tant que test in vivo rapide et peu couteux de molécules à visée thérapeutique, mais aussi de mieux caractériser les interactions moléculaires des différentes composantes de la maladie d'Alzheimer conduisant à la neurotoxicité.

  • Titre traduit

    Early Neurotoxicity and Neuroprotection Mechanisms in a Zebrafish Model of Alzheimer's Disease


  • Résumé

    The aim of this project is to use the advantages of the Poisson-Zèbre model to create a multi-factorial approach that allows to modify the key factors of Alzheimer's disease in order to better characterize their role, but also to explore possible interactions with new candidates. Our objectives are: 1) in order to understand the element triggering and / or aggravating the neurotoxicity, we will test on the transgenic line of Tauopathie the interactions with the major factor involved in Alzheimer's disease: oligomers of Aβ. This first objective will allow us to establish a model hTauP301L / Aβ1-42 and to follow the key factors in the early stages of the accumulation of Tau hyperphorylated forms. We first characterized the Aβ model in zebrafish (by testing different injections pathways) by evaluating neurotoxicity markers, like BDNF depletion, microglial activation and Tau phosphorylation. A sensorimotor characterization will be carried out for each line on a specialized platform, the aim is to detect the first systems impacted by neurotoxicity. Once this model is established, candidate factors known to be deregulated in Alzheimer's disease (BDNF, chemokines) will be tested in order to validate our model. 2) At the same time, the inflammatory aspect (cytokines, pro- and anti-inflammatory proteins), linked to the activation of microglial cells, will be analyzed in this dual model. A recent study shows that the mobilization of microglia seems to play a major role in the propagation of Tau-related neurotoxicity. This role in the propagation / aggravation of Tau hyperphosphorylated forms can be followed by a transgenic line marking the monocytic lineage early, then the macrophages and microglia. In addition, the release of inflammatory cytokines will be measured in order to establish the level of neuroinflammation. 3) A pharmacological approach will be carried out with inhibitory molecules for the various factors determined in the preceding steps, in order to test their efficiency in a multifactorial context. Our model will allow to carry out an analysis of the toxicological side effects on the whole organism for each molecule. All these approaches will provide a fully calibrated model (hTauP301L / Aβ1-42) that will allow to validate this model as a fast and inexpensive in vivo test for therapeutic molecules, but also better characterize molecular interactions of the various components of Alzheimer's disease leading to neurotoxicity.