Cytokines de la famille du TGF-bêta et sérines protéases : Contrôle de la survie neuronale

Cytokines of the TGF-bêta family and serine proteases : Control of neuronal survival

• Auteur / Autrice : Séverine Launay
• Direction : Denis Vivien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hormones

Astrocytes

Neurones

Activateur tissulaire du plasminogène

Ischémie cérébrale

Résumé

De nos jours, le seul traitement de l’ischémie cérébrale, troisième cause de mortalité dans les pays industrialisés, est la thrombolyse par l’activateur tissulaire du plasminogène (tPA). Cependant, bien que bénéfique au niveau vasculaire, le tPA a une composante délétère dans le parenchyme cérébral, notamment en modifiant les propriétés du récepteur glutamatergique NMDA, conduisant, en dépit d’un bénéfice global de la thrombolyse, à une potentialisation de la mort neuronale excitotoxique. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à deux inhibiteurs endogènes du tPA : PAI-1 (type 1 Plasminogen Activator Inhibitor) et la Neuroserpine (NS) comme modulateurs potentiels des effets délétères de tPA au sein du parenchyme cérébral. Dans un premier temps, nous avons montré que pendant leur maturation, les neurones perdaient leur capacité de réponse au TGF-bêta (Transforming Growth Factor-bêta) associée à une chute d’expression de PAI-1. Nous avons en parallèle mis en évidence que la sérine protéase : HtrA1 exprimée par les neurones et décrite comme étant un inhibiteur des membres de la famille du TGF-bêta, était capable de dégrader le TGF-bêta, et ainsi diminuer la production de PAI-1 et par conséquent, d’augmenter l’activité protéolytique du tPA endogène. Au contraire, nous avons démontré que le blocage de l’activité protéolytique d’HtrA1 conduisait à une restauration de l’expression de PAI-1, à une diminution de l’activité protéolytique du tPA et à la mort neuronale. Dans un deuxième temps, et parce que PAI-1 est une serpine quasi-ubiquiste, nous nous sommes intéressés à la neuroserpine, inhibiteur endogène du tPA spécifiquement exprimé dans le système nerveux central et plus particulièrement à la régulation du promoteur de cette serpine. Nous avons montré que certains membres de la famille du TGF-bêta sont capables d’augmenter l’expression de la NS dans les neurones. Parmi ces membres, nous avons identifié les Bone Morphogenetic Proteins (BMP-2, BMP-4 et BMP-7) et de manière plus surprenante l’hormone anti-Müllerienne (AMH). Nous avons également mis en évidence dans le cerveau de souriceaux et de souris adultes la présence des récepteurs de type II à l’AMH. Enfin, en accord avec le fait que l’AMH promeut l’expression de la NS et que la NS protège les neurones de la mort excitotoxique, nous avons révélé le potentiel neuroprotecteur de l’AMH à la fois in vitro et in vivo.

The only approved treatment for stroke, today the third cause of mortality in industrialized countries, is thrombolysis induced by tissue-type Plasminogen Activator (tPA). However, although tPA is beneficial in the vascular compartment, tPA is deleterious in the cerebral parenchyma by modifying properties of the NMDA receptors leading to a potentiation of excitotoxic neuronal death. In this study, we focused on two endogenous inhibitors of tPA : PAI-1 (type 1 Plasminogen Activator Inhibitor) and neuroserpine (NS) as potential modulators of the deleterious effects of tPA in brain parenchyma following stroke. We show that during their maturation, neurons lost their capacity to respond to TGF-bêta(Transforming Growth Factor-bêta), concomitant with a decrease of the expression of PAI-1. In parallel we found that the serine protease, HtrA1, which is expressed by neurons and known to inhibit signalling of members of the TGF-bêta family, was capable to promote the degradation of TGF-β, to decrease the production of PAI-1 and consequently, to increase the proteolytic activity of the endogenous tPA. At the opposite, we show that the blockage of the proteolytic activity of HtrA1 led to a restoration of the expression of PAI-1, to a reduction in the proteolytic activity of endogenous tPA and subsequent neuronal death. In contrast to PAI-1, which is a ubiquitous serpine (serine protease inhibitor), neuroserpine (NS), is an endogenous inhibitor of tPA, mainly expressed in the central nervous system. We investigated the regulation of expression of NS and activity of its promoter in neuronal cultures. We show that members of the TGF-bêta family are able to increase the expression of the NS in neurons. Among these members, we identified the Bone Morphogenetic Proteins (BMP-2, BMP-4 and BMP-7) and more surprisingly the Anti-Müllerian Hormone (AMH). Moreover, we showed a neuronal expression of the AMH type II receptors in brains of pups and in adult mice. Finally, in agreement with the fact that AMH promotes the expression of the NS and thus protects neurons from excitotoxic death, we unravelled the neuroprotective potential of AMH both in vitro and in vivo.