L'épendyme : une nouvelle cible dans les maladies neuroinflammatoires ?

Ependyma : a new target in neuromyelitis optica?

• Auteur / Autrice : Maxime Bigotte
• Direction : Romain Marignier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neuroimmunologie
• Date : Soutenance le 29/06/2022
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Bron ; Saint-Priest-en-Jarez ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Sandra Vukusic
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romain Marignier, Nathalie Spassky, Bruno Stankoff, Laure Michel, Olivier Raineteau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Spassky, Bruno Stankoff

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aquaporine 4

Autoanticorps

Épendyme

Neuromyélite optique aiguë

Mots clés libres

Épendyme

Zone sous ventriculaire

Cil

Aquaporine 4

Auto-anticorps

Neuromyélite optique

Ependyma

Subventricular zone

Cilia

Aquaporin 4

Auto-antibodies

Neuromyelitis optica

Résumé

La neuromyélite optique (NMO) est une maladie auto-immune démyélinisante du système nerveux central caractérisée par la présence d’autoanticorps (IgG-NMO) ciblant l’aquaporine-4 (AQP4). L’AQP4 est exprimée par les astrocytes et la NMO est maintenant considérée comme une astrocytopathie. Mais l’AQP4 est aussi exprimée par l’épendyme et des patients NMO présentent des lésions périventriculaires. L’épendyme régule les échanges moléculaires entre le parenchyme et le liquide cérébrospinal (LCS), le flux du LCS et est une niche pour les cellules souches sous-ventriculaires. L’objectif de ma thèse était d’examiner les effets des IgG-NMO sur l’épendyme. J’ai exposé des cultures primaires de cellules épendymaires de rat et des explants de ventricules latéraux de rats adultes pendant 24 heures à des IgG de patients NMO purifiées (IgG-NMO). J’ai ensuite évalué l’effet du traitement par immunomarquage, analyse du flux épendymaire et séquençage ARN. J’ai utilisé comme contrôle des IgG de donneurs sains et des cellules non traitées. Comparées aux conditions contrôles, les IgG-NMO ont induit : i) l’agglomération de l’AQP4, l’altération de l’expression de jonctions communicantes et un gonflement des cellules épendymaires ; ii) l’altération de l’orientation des corps basaux des cils et de la motilité ciliaire ; iii) la prolifération des cellules souches sous-ventriculaires ; et iv) l’uprégulation de l’expression de cytokines et chémokines pro-inflammatoires par les épendymocytes. Les résultats de cette thèse montrent que les IgG-NMO induisent un phénotype réactif rapide et spécifique de l’épendyme et suggèrent un rôle clé de celui-ci dans la phase aigüe de la formation des lésions dans la NMO

Neuromyelitis Optica (NMO) is an autoimmune demyelinating disease of the central nervous system characterized by the presence of autoantibodies (called NMO-IgG) targeting aquaporin-4 (AQP4). AQP4 is expressed at the perivascular foot processes of astrocytes, in the glia limitans but also at the ependyma. Most studies focused on studying the pathogenicity of NMO-IgG on astrocytes and NMO is now considered an astrocytopathy. However, periventricular lesions are observed in NMO suggesting that ependymal cells could also be targeted by NMO-IgG. Ependymal cells regulate cerebrospinal fluid (CSF)-parenchyma molecular exchanges, CSF flow and is a niche for subventricular neural stem cells. The aim of my thesis was to examine the effect of antibodies from NMO patients on ependyma. I exposed primary culture of rat ependymal cells and explant cultures of rat lateral ventricular wall wholemounts, to purified IgG from NMO patients (NMO-IgG) for 24 hours. I then evaluated the treatment effect using immunolabeling, ependymal flow analysis and bulk RNA sequencing. I used as controls purified IgG from healthy donors and non-treated cells. Compared to control conditions, NMO-IgG induced: i) AQP4 agglomeration, gap junction expression alterations and cell enlargement; ii) ciliary basal bodies orientation and cilia motility impairments; iii) subventricular neural stem cells proliferation; and iv) pro-inflammatory cytokines and chemokines upregulation in the ependymocyte transcriptomic analysis. The results of this thesis show that NMO-IgG can trigger an early and specific reactive phenotype in ependymal cells, suggesting a key role for ependymal cells in the early phase of NMO lesion formation