Mécanismes cellulaires et moléculaires de la transcytose dans un modèle de barrière hémato-encéphalique in vitro

Cellular and molecular mechanisms underlying transcytosis process in an in vitro blood-brain barrier model

• Auteur / Autrice : Florence Miller
• Direction : Marie-Pierre Dehouck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Artois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines ras

Protéine kinase C

Mitogènes

Barrière hématoencéphalique

Mots clés libres

Transcytose

Cavéoles

Résumé

L'homéostasie cérébrale est maintenue par la barrière hémato-encéphalique (BHE). Les cellules endothéliales de capillaires cérébraux composant cette barrière présentent des caractéristiques structurales et métaboliques particulières limitant considérablement les échanges entre le sang et le cerveau. La présence de transporteurs au niveau de ces cellules permet l'apport de nutriments essentiels au fonctionnement cérébral. L'acquisition de ces propriétés est induite par l'environnement cérébral essentiellement composé de cellules gliales. Le modèle in vitro de BHE développé au laboratoire, consistant en une coculture de cellules endothéliales et de cellules gliales, mime la situation in vivo. Son utilisation a permis la découverte d'une voie de transcytose assurant le transport de molécules plasmatiques vers le parenchyme cérébral. Cette dernière est récepteurs-dépendante et la microscopie électronique a permis d'observer des structures cellulaires spécialisées comme les cavéoles et les cavéosomes. L'utilisation de techniques biochimiques (immuno-empreintes, inhibiteurs pharmacologiques) a montré que ce transport transcellulaire dépend de l'activation des protéines kinases p42-44 MAPK (Mitogen Activated Protein Kinases). Ces dernières sont elles-mêmes activées par la Protéine Kinase C et par Ras. Cette voie de signalisation régulant les processus de la transcytose semble avoir lieu dans les cavéoles comme l'indique les résultats d'immuno-précipitations. La meilleure compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires qui régulent la transcytose offre diverses perspectives thérapeutiques pour le traitement des maladies cérébrales.

Cerebral homeostasis is regulated by the presence of the blood-brain barrier (BBB). This barrier is located in brain capillaries endothelial cells, which possess some morphological and enzymatic properties. Cerebral endothelium firmly reduces passages between blood and brain. Carrier-mediated transport expressed in endothelial cells takes part in nutrient contribution to the brain. BBB properties come from brain vicinity and especially from glial cells. Using a BBB in vitro model, that consists in a coculture of brain capillary endothelial cells and glial cells, an in vivo status can be mimicked. In this in vitro model, a transcytosis way, that ensures blood-borne molecule transport into the brain, has been discovered. This transcytosis occurs in a receptor-dependent manner and electronic microscopy enables to observe specialized cellular vesicles involvement such as caveolae and cavesomes. The use of biochemical engineering (Western Blot, pharmacological inhibitors) demonstrates that this process is governed by p42-44 MAPK, which are themselves regulated by Protein Kinase C and Ras. These signalling events involved in the regulation of transcytosis seem to take place in caveolae as indicated by immuno-precipitates results. A better understanding of the cellular and molecular mechanisms underlying transcytosis will allow many curative prospects for brain illnesses.