Rôles du récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR) dans la structure de la myéline du système nerveux central de la souris

Roles of the aryl hydrocarbon receptor (AhR) in the myelin structure of the murine central nervous system

• Auteur / Autrice : Ludmila Juricek
• Direction : Xavier Coumoul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie
• Date : Soutenance le 23/11/2015
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Declèves
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Coumoul, Xavier Declèves, Saïd Ghandour, Marie-Christine Chagnon, Charbel Massaad, Sélim Aït-Aïssa, Mathieu Beraneck
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Saïd Ghandour, Marie-Christine Chagnon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glycoprotéine associée à la myéline

Toxicologie

Système nerveux central

Glycoprotéines

Nerf optique

Oligodendrocytes

Myéline

Récepteurs à hydrocarbure aromatique

Mots clés libres

AhR

Myéline

Nerf optique

MAG

Souris

Aryl hydrocarbon receptor

Myelin

Optic nerve

Myelin associated-glycoprotein

Mice

Résumé

Le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR) est un facteur de transcription activé par de nombreux xénobiotiques (molécules étrangères à l’organisme) qui régule l’expression d’enzymes et transporteurs permettant le métabolisme et l’élimination de ces ligands. Cette protéine exprimée dans toutes les cellules chez les vertébrés, joue un rôle majeur dans la détoxication et la protection des organismes vis à vis des molécules toxiques. Des orthologues de celle-ci ont été identifiés chez les invertébrés mais ne semblent pas jouer le même rôle; ils sont exprimés principalement dans des neurones et ne sont pas activés par des polluants. L’absence du AhR chez ces organismes entraîne au niveau cellulaire, des défauts de morphologie dendritique et sur le plan comportemental, des anomalies dans le comportement de nutrition. Malgré ces découvertes, peu de recherches ont été entreprises sur les conséquences d’une invalidation du AhR sur le fonctionnement du système nerveux central chez les vertébrés. Au cours de ma thèse, j’ai étudié ces conséquences au niveau moléculaire, cellulaire et comportemental: les souris AhR KO développent un nystagmus pendulaire horizontal dont l’origine est en partie liée à des défauts structuraux de la gaine de myéline. Au niveau moléculaire, nous avons mis en évidence un changement de la composition lipidique, de l’expression des gènes de la myéline et de l’inflammation, défauts qui sont retrouvés en partie chez des souris dont le AhR a été invalidé spécifiquement dans l’oligodendrocyte, la cellule responsable de la formation de la gaine de myéline. J’ai donc réalisé des études en parallèle sur la lignée murine d’oligodendrocyte, 158N, et montré que l’invalidation du AhR dans cette lignée ainsi que in vivo, modifiait l’expression du gène MAG (Myelin Associated Glycoprotein). Compte tenu du rôle du AhR en tant que récepteur de polluants, nous avons également exposé ou traité nos modèles avec de la TCDD (dioxine de Seveso) et montré que celle-ci modifiait également l’expression du gène MAG. Mes travaux démontrent donc que le AhR joue un rôle au niveau oligodendrocytaire dans la formation de la gaine de myéline. Son rôle connu en tant que récepteur de polluants laisse supposer que certaines contaminations environnementales pourraient jouer un rôle dans l’incidence de pathologies au niveau du système nerveux central, ce qui soulève de nombreuses questions en terme de santé publique.

The aryl hydrocarbon receptor (AhR) is a transcription factor activated by many xenobiotics (foreign molecules) that regulates the expression of enzymes and transporters which allow the metabolism and elimination of these ligands. This protein expressed in all cells in vertebrates, plays a major role in detoxication and protection of the organisms against toxic molecules. Some orthologs have been identified in invertebrates but do not seem to play the same role; they are expressed mainly in neurons and are not activated by pollutants. The absence of the AhR in these organisms causes at the cellular level, defects of the dendritic morphology and behaviourally, abnormalities in the feeding behavior. Despite these findings, little research has been conducted on the consequences of the AhR invalidation in the central nervous system of vertebrates. During my PhD, I studied these consequences at the molecular, cellular and behavioral : the AhR knockout mice develop a horizontal pendular nystagmus whose origin is partly related to structural defects in the myelin sheath. At the molecular level, we have shown modifications in the lipid composition, myelin and inflammation gene expression, defects that are found partly in mice whose AhR was invalidated specifically in the oligodendrocytes, the cells involved in myelin sheath formation. I therefore made parallel studies on the murine oligodendrocyte lineage, 158N, and showed that the invalidation of the AhR in this cell line and in vivo, altered MAG (Myelin Associated Glycoprotein) gene expression. Given the role of the AhR as a receptor of pollutants, we have also exposed or treated our models with TCDD (dioxin of Seveso) and showed that it also changed the expression of MAG gene. My works show that the AhR is involved in oligodendrocyte level in the formation of the myelin sheath. As the AhR is also a receptor of pollutants, some environmental contaminants may play a role in the incidence of diseases in the central nervous system, which raises many issues in terms of public health.