Contrôle respiratoire néonatal : le phénotype des souris mutantes Mash-1

Neonatal respiratory control : the phenotype of Mash-1 mutant mice

• Auteur / Autrice : Stéphane Dauger
• Direction : Jorge Gallego, Claude Gaultier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie respiratoire
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pléthysmographie

Respiration

Appareil respiratoire

Nouveau-nés

Chez le nouveau-né

Maladies respiratoires

Résumé

A la naissance, le controle de la respiration est marque par une grande instabilite qui peut contribuer a l'augmentation de la frequence des apnees, aux malaises graves et a la mort subite du nourrisson. Le syndrome d'hypoventilation alveolaire centrale congenitale (shacc) est la mieux caracterisee de ces anomalies et pourrait etre du a un defaut de developpement de la crete neurale. Notre hypothese est que mash-1, un facteur de transcription participant a la determination neuronale des cellules de la crete neurale, est implique dans le controle respiratoire neonatal. Nous avons developpe des methodes d'exploration non-invasives du controle respiratoire par plethysmographie corps-entier chez le souriceau nouveau-ne, et montre d'importantes modifications de ce controle durant les deux premiers jours de vie. Celles-ci concernent la ventilation de base, la reponse hyperpneique a l'hypercapnie, la reponse biphasique et la reaction d'eveil a l'hypoxie. Nous avons applique ces methodes d'exploration a l'etude du phenotype respiratoire du souriceau transgenique mash-1. Les souriceaux mash-1-/- presentent un faible score d'adaptation a la vie extra-uterine, des anomalies de la frequence respiratoire, et meurent rapidement. Les mash-1+/- survivent mais presentent les memes anomalies respiratoires. La perte de fonction de mash-1 perturbe l'expression du proto-oncogene ret dans des structures noradrenergiques du tronc cerebral qui modulent la frequence respiratoire (noyaux a5 et a6), ainsi que dans des cellules de la partie ventrolaterale du bulbe (hybridation in situ). Le niveau intermediaire d'expression de ret dans le tronc cerebral des mash-1+/- (pcr quantitative) peut expliquer leur phenotype attenue. Ces resultats montrent que mash-1 est implique dans le developpement du controle respiratoire au travers de l'expression de ret dans les structures noradrenergiques du tronc cerebral. Ces donnees qualifient mash-1 comme un des genes candidats du shacc.

At birth, the control of breathing shows a large instability, which may increase apnea frequency, and provoke life threatening events and sudden infant death. The Central Congenital Hypoventilation Syndrome (CCHS), which is the best characterized of these disorders, is possibly due to a defect 0f neural crest development. We hypothesized that Mash-1, a transcription factor that contributes to the neural crest celis determination, is involved in the control of breathing at birth. We developed methods to explore non-invasively the control of breathing in newbom mice, using whole-body plethysmography. We showed important changes in this control during the first two days of life. These changes concerned in particular the baseline breathing, the hyperpneic response to hypercapnia, and the biphasic and arousal response to hypoxia. We applied these methods,to respiratory phenotype 0f Mash-1 transgenic newborn mice. The Mash-1-/- newborns showed a low adaptation score to extra-uterine life, breathing frequency abnormalities and they died soon after birth. The Mash-1+/- survived, although they showed the same breathing abnormalities. The Ioss-of-function 0f Mash-1 impaired Ret proto-oncogene expression in noradrenergic brainstem structures that modulate respiratory frequency (A5 and A6 nuclei), and in scattered cells 0f ventrolateral medulla (in situ hybridization). The intermediate level 0f Ret expression in Mash-1+/- brainstem (quantitative PCR) may account for their intermediate phenotype. These data showed that Mash-1 is involved in the development of breathing control through Ret expression in brainstem noradrenergic structures. This result designates MASH-1 as a candidate gene for CCHS.