La protéine prion associée à la pathologie : accumulation cellulaire et implication dans la migration des cellules microgliales
par Mathieu Marella
Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
Sous la direction de Joëlle Chabry.
Soutenue en 2004
à Nice .
mots clés-
Résumé
Les encéphalopathies spongiformes subaigue͏̈s transmissibles (ESST) représentent un ensemble de maladies neuro-dégénératives fatales touchant aussi bien l'Homme que l'animal. Ces maladies sont caractérisées par l'accumulation dans le cerveau, d'une protéine nommée PrPsc. D'après S. Prusiner (prix Nobel de médecine en 1997) cette protéine est confondue avec l'entité infectieuse nommée prion responsable de ces ESST. Cette notion de protéine infectieuse ne fait pas l'unanimité, cependant la présence de la PrPsc traduit l'atteinte des sujets par la maladie. La PrPsc s'avère être l'isoforme d'une protéine physiologique, ubiquitaire appelée PrPc principalement exprimée à la surface des cellules du système nerveux central dont la fonction demeure mal connue. Il semble que ce soit seulement un changement conformationnel de la PrPc en PrPsc qui soit à l'origine de la pathologie. Les travaux présentés ici considèrent la conversion de la forme cellulaire de la PrP en sa forme agrégée comme le mécanisme clef de la neuro-pathogenèse. Nous nous sommes donc employé à élaborer des stratégies pour inhiber la formation de PrPsc, soit en éliminant de manière spécifique la synthèse de la PrPc, soit en perturbant la localisation cellulaire de ce processus. Les études menées au laboratoire nous ont permis de sélectionner des molécules actives quant à leur pouvoir perturbateur de la conversion protéique. Très tôt lors du développement des ESST, la présence de cellules microgliales activées est observée autour des agrégats amyloi͏̈des de PrPsc dans le cerveau des individus atteints. Il a été démontré, in vitro, que la microglie est responsable de la mort de neurones en culture primaire incubés avec un modèle peptidique de PrPsc. Comprendre les mécanismes impliqués dans le recrutement de la microglie au niveau des agrégats protéiques revêt donc une importance capitale. Au laboratoire, nous avons démontré que l'attraction de la microglie dépend d'un certain nombre de chemokines synthétisées par les neurones ou les astrocytes incubés avec la PrPsc. Parmi les chemokines identifiées, RANTES semble jouer un rôle clef, car abolir son action revient à diminuer fortement la migration microgliale. La chemokine RANTES a plusieurs récepteurs notamment CCR5, co-récepteur de l'entre du virus du HIV. Nous avons montré qu'un effet antagoniste du récepteur CCR5 diminue également la migration des cellules microgliales. Enfin, nous avons mis à jour une voie de signalisation intra-neuronale responsable de la synthèse des chemokines sous l'influence de la PrPsc. Tous ces résultats représentent autant de nouvelles pistes de thérapie possibles.
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Titre traduit
Accumulation of prion protein and it's implication in microgliale cells migration
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Résumé
Transmissible spongiform encephalopathies (TSE) are fatal neurodegenerative diseases affecting both humans and animals. They are characterized by the accumulation in central nervous system of a protein called PrPsc. This protein is the isoforme of a physiological protein mainly expressed at the surface of nerve cells and called PrPc. The accumulation and the aggregation of PrPsc come from a shift in tridimensional structure of PrPc. This simple conformational change of PrPc in PrPsc may lead the pathogenesis events encountered during the TSE. Our primary work attempts to inhibit the production of PrPsc using two strategies: first by specifically down regulating the synthesis of PrPc using Silencer RNA technique, secondly by disrupting the cellular localization of the PrPsc production using polyenic antibiotic called filipin. The second part of our work concerns the recruitment of microglial cells during disease. In affected brains, these cells were localized around PrPsc deposits and cerebral lesions. It has been shown that the recruitment of microglial cells precedes neuronal death. Thus understanding the molecular events implied in this recruitment seems essential. In the laboratory, the role of some of neuronal chemokines in this phenomenon has been demonstrated. Neurons incubated with PrPsc liberate chemokines like RANTES provoking the migration of the microglial cells. We have also demonstrated that the repression of the action of RANTES or its receptor CCR5, diminish the migration. Finally, we have determined the intra-neuronal signaling pathway responsible of the chemokines synthesis. Taken together these results represent new original ways for therapy.
