Recherche Avancée

Thèse soutenue

Physiopathologie de la jonction neuromusculaire : étude de la souris med(motor endplate disease), un mutant pour le canal sodium potentiel-dépendant de type Nav1.6

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Auteur / Autrice : Magali Musarella
Direction : Amapola Autillo-Touati
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Neurosciences
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de neurobiologie des canaux ioniques (Marseille)
Autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté de médecine (1970-2011)

Résumé

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Les souris med (motor endplate disease) sont des mutants dépourvus du canal sodium potentiel-dépendant de type Nav1. 6 qui est le type majoritaire exprimé aux nœuds de Ranvier (NdR) des axones myélinisés du SNC et du SNP. Les mutants med présentent une paralysie musculaire progressive à partir du 10ème jour de vie postnatale (P10) aboutissant à la mort à la fin de la 3ème semaine. La conduction axonale le long des nerfs périphériques est normale, cependant une stimulation de ces derniers est incapable d’induire une contraction musculaire. A la jonction neuromusculaire (JNM), l’exocytose des neurotransmetteurs n’est pas affectée en elle-même tout comme la capacité des fibres musculaires à se contracter sous l’action d’une stimulation directe. Ainsi, l’origine du phénotype med correspond à un défaut de neurotransmission sans que les acteurs cellulaires et/ou moléculaires impliqués aient été identifiés. Le premier objectif de ces travaux de thèse a donc été de déterminer quel(s) partenaire(s) cellulaire(s) et/ou moléculaire(s) de la JNM sont à l’origine de ce défaut de neurotransmission. L’analyse des JNM par des approches associant immunocytochimie sur muscles entiers, microscopie confocale avec reconstruction 3D et quantification, a permis d’obtenir les résultats suivants : 1) Aux NdR des nerfs périphériques le canal sodium de type Nav1. 2 persiste jusqu’au stade terminal de la pathologie, alors qu’il n’est normalement plus exprimé à partir de P7, se substituant ainsi à Nav1. 6 et permettant une conduction axonale normale. 2) Le phénotype med ne peut être expliqué par une dénervation physique (à P19, 78% de JNM sont innervées chez la souris med, contre 73% chez la souris sauvage) malgré des altérations touchant à la fois les éléments pré- et postsynaptiques. Les vésicules synaptiques sont redistribuées/accumulées dans les terminaisons présynaptiques dès P10, puis au stade terminal de la pathologie, les axones préterminaux bourgeonnent et la taille des plaques motrices est réduite. 3) Parmi les altérations des JNM, le fait le plus remarquable est l’absence de partenaire glial pour un nombre important de synapses, allant de 1/3 à 2/3 des JNM dépourvues de cellules de Schwann terminales (TSC) suivant le type de muscle étudié. Les TSC sont essentielles au développement des JNM, à leur maintien et à leur réparation après lésion. Des données plus récentes montrent que ces cellules gliales modulent la neurotransmission et ont conduit à réconsidérer cette synapse périphérique comme d’ailleurs les synapses centrales non plus comme des systèmes à deux mais à trois partenaires. Le deuxième objectif a donc été de réévaluer le rôle des TSC dans le phénotype med. 1) L’absence de TSC d’un nombre important de JNM est observable dès le début du phénotype (P10) et précède la survenue des altérations pré- et postsynaptiques. Ce déficit en TSC ne peut être expliqué par un mécanisme d’apoptose (détectée par la methode TUNEL) accrue et dependrait plus d’un défaut de prolifération et/ou de migration. 2) Nous avons mis en évidence par immunocytochimie et hybridation in situ qu’à la JNM de souris sauvage, les TSC sont le seul partenaire qui exprime le canal sodium potentiel-dépendant de type Nav1. 6 et que l’arborisation terminale en est dépourvue. Afin de déterminer si ces canaux sont exprimés à la membrane des TSC et fonctionnels, nous avons enregistré les courants potentiel-dépendants en patch-clamp de ces cellules in situ. 3) Enfin nous avons montré que c’est entre P10 et P13, l’âge correspondant à l’apparition du phénotype med, que les TSC de souris sauvages commencent à répondre à la libération de neurotransmetteurs (obtenue par stimulation à haute fréquence du nerf afférent ou par application locale d’acétylcholine ou d’ATP) par une élévation du taux de calcium