Interactions neurogliales dans la déficience intellectuelle : étude du modèle oligophrénine-1

Astroglial contribution to synaptophaties : the oligophrenin1 gene model

• Auteur / Autrice : Laure-Elise Pillet
• Direction : Pierre Billuart, Nathalie Rouach-Holcman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurobiologie
• Date : Soutenance le 16/11/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Cochin / IC UM3 (UMR 8104 / U1016)
• Jury : Président / Présidente : Sandrine Étienne-Manneville
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Billuart, Nathalie Rouach-Holcman, Sandrine Étienne-Manneville, Jean-Vianney Barnier, Frédéric Laumonnier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Vianney Barnier, Frédéric Laumonnier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astrocytes

Migration neuronale

Déficience intellectuelle

Mots clés libres

Déficience intellectuelle

Oligophrénine-1

RhoGAP

Myosin light chain

Astrocytes

Cicarisation gliale corticale

Migration

Morphologie

KO conditionnel astrocytaire

Intellectual disability

Oligophrenin-1

RhoGAP

Myosin light chain

Astrocytes

Cotical glial scar

Migration

Morphology

Astrocytic conditional KO

Résumé

La synapse est le lieu de communication entre les neurones à l'origine de nos capacités cognitives. Les mutations des gènes codant pour des protéines synaptiques sont responsables des maladies neurodéveloppementales appelées synaptopathies, recouvrant un large spectre de pathologies, de la déficience intellectuelle aux troubles du spectre autistique. Cependant, il est actuellement établi que les neurones ne sont pas les seuls acteurs au niveau de la synapse. Les astrocytes jouent également un rôle essentiel dans la mise en place du réseau neuronal et le fonctionnement de la synapse. Ils assurent aussi l'homéostasie ionique synaptique et sont capables de sécréter des glio-transmetteurs qui modulent l'activité synaptique. Oligophrénine-1 (OPHN1) est un gène associé à la déficience intellectuelle liée à l'X chez l'Homme. OPHN1 est une protéine synaptique dont les fonctions neuronales sont bien connues. La protéine peut directement interagir avec le cytosquelette d'actine et joue un rôle dans la formation et la maturation des épines dendritiques. Cette protéine est aussi exprimée dans les astrocytes mais sa fonction astrocytaire n'est pas connue. A l'aide d'un modèle KO de souris pour Ophn1, nous avons mis en évidence les conséquences de l'absence d'Ophn1 dans les astrocytes. Nous avons démontré que la délétion d'OPHN1 altère la migration et la morphologie des astrocytes in vitro. Sachant qu'Ophn1 est capable d'inactiver la GTPase RhoA, nous avons utilisé un inhibiteur de la voie RhoA/ROCK pour retrouver un phénotype de migration normal. In vivo nous avons choisi un modèle de cicatrisation gliale cortical afin de pouvoir observer la migration et la morphologie des astrocytes au niveau de la cicatrice. Nous avons observé que la délétion d'Ophn1 altérait la cicatrisation gliale et que les astrocytes à proximité de la cicatrice était moins ramifiés. L'ensemble de ces résultats nous permet de constater que les astrocytes sont altérés dans notre modèle murin de déficience intellectuelle liée à l'X. De plus, le KO conditionel astrocytaire mis en place nous permettra à l'avenir d'étudier les conséquences de la perte d'OPHN1 uniquement dans les astrocytes, et de comprendre la contribution astrocytaire dans la physiopathologie de cette maladie neuro-développementale.

The synapse mediates the inter-neuron communication that forms the basis of all cognitive activity. Mutations in genes encoding for synaptic proteins are responsible for neurodevelopmental disorders called synaptopathies, covering a large clinical spectrum from intellectual disability (ID) to autism spectrum disorders. However it is currently established that neurons are not the only active cells at the synapse. Astrocytes play as well an essential role for its development and functioning. They maintain synaptic ionic homeostasis and are capable of secreting gliotransmitters, which can modulate synaptic activity. Oligophrenin-1 gene (OPHN1) was identified and associated with X-linked human ID. OPHN1 is a synaptic protein, which neuronal function is well known. It can directly interact with the actin-cytoskeleton and plays a role in the formation and maturation of dendritic spines. This protein is also expressed in astrocytes but its astrocytic function is still unknown. Using the Ophn1 KO mouse model, we were able to highlight in vitro the consequences induced by its deletion in astrocytes. We demonstrated that the absence of OPHN1 disturbed astrocytic migration and morphology in vitro. Since Ophn1 negatively regulates RhoA GTPase, we used an inhibitor of the RhoA/ROCK pathway to rescue the phenotype back to control. In vivo we took advantage of the cortical glial scar formation to observ astrocytic migration and morphology in KO mice. We found that Ophn1 deletion disrupted glial scar formation and that astrocytes near the wound were less ramified. Taken together, these results show that astrocytes are altered in our mouse model of X-linked ID. Moreover the development of an astrocytic conditional KO for Ophn1 will allow us to study the consequences of astrocytic loss of OPHN1 and determine the astrocytic contribution in the pathophysiology of this neurodevelopmental disease.