Contribution à l'étude des rôles fonctionnels des gènes impliqués dans le syndrome de Kallmann de Morsier

Contribution to study the functional roles of the genes implicated in the Kallmann's syndrome

• Auteur / Autrice : Besma Ayari
• Direction : Nadia Soussi-Yanicostas, Ahmed Landoulsi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Université 7 Novembre Carthage
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Faculté des sciences de Bizerte (Tunisie)

Mots clés

Mots clés libres

Syndrome de Kallmann

Anosmine-1

Fgfr1

Prok2

ProkR2

Poisson zèbre

Neurogénèse adulte

Lésion

Télencéphale

Résumé

Le syndrome de Kallmann de Morsier est une maladie de développement embryonnaire qui associe un hypogonadisme et une anosmie. Chez les patients atteints de ce syndrome, des anomalies génétiques ont été décrites, touchant plusieurs gènes parmi lesquels : KAL1, KAL-2, ProkR2 et Prok2. Les travaux effectués au cours de cette thèse sont une contribution à l’étude des rôles fonctionnels de ces gènes. La première partie de ce mémoire est consacrée à l’étude de l’interaction de l’anosmine-1 et le FGFR1 dans les bulbes olfactifs du rat ainsi qu’à l’étude des rôles fonctionnels des récepteurs aux prokinéticines durant le développement et à l’âge adulte chez le poisson zèbre. Ces travaux ont tout d’abord montré que l’anosmine-1 et le FGFR1 sont co-exprimés dans les bulbes olfactifs du rat au cours de développement et qu’ils appartiennent au même complexe protéique. De plus nous avons démontré in vivo que l’anosmine-1 module l’expression du FGFR1. Ensuite, nous avons cloné les récepteurs de prokinéticines prokr1 et prokr2. Par hybridation in situ nous avons étudié les profils d’expression de ces deux gènes durant le développement et l’âge adulte et nous avons montré qu’ils sont superposables dans toutes les régions ou ils sont localisés. Enfin, nous avons étudié le rôle fonctionnel de prokr2 par injection de morpholinos oligonucléotides antisens au stade une cellule de poisson zèbre et nous avons démontré qu’il y a altération de fasciculation des axones olfactifs, une désorganisation et une diminution du nombre des neurones dopaminergiques dans les bulbes olfactifs et dans tout le cerveau ainsi qu’un blocage de migration de primordium de la ligne latérale. Ces phénotypes sont semblables à ceux trouvés chez les morphants kal. 1a ce qui nous a permis de proposer prokr2 comme co-facteur de l’anosmine-1. La deuxième partie de ce mémoire est consacrée à l’étude du rôle de prokinéticine type 2 dans la neurogenèse et la régénération chez le poisson zèbre adulte. Pour cela nous avons cloné les prokinéticines type 1 et 2 chez le poisson zèbre et nous avons analysé le profil d’expression neuro-anatomique qui comporte toutes les zones de neurogenèse décrites chez le poisson zèbre. Ensuite, nous avons réalisé pour la première fois un nouveau modèle lésionnel au niveau du télencéphale, nous l’avons caractérisé et nous avons montré qu’il y a cicatrisation par régénération neuronale 5 semaines post lésion. Enfin, nous avons montré, par hybridation in situ et PCR quantitative, qu’il y a une expression éctopique de prok2 autour de la lésion qui accompagne le processus de régénération neuronale et qui disparaît quand la cicatrisation est achevée. Nous avons alors suggéré que prok2 pourrait être un des facteurs impliqués dans la neurogenèse et la grande capacité régénératrice du poisson zèbre et pourrait avoir un grand intérêt thérapeutique dans les maladies neurodégénératives.

The first part of this manuscript is devoted to studying the interaction of anosmine-1 and FGFR1 in the rat olfactory bulb and the study of functional roles of the prokineticins receptors during development and adult zebrafish. First we have shown that anosmine-1 and FGFR1 are co-expressed in the olfactory bulbs during development and that are in the same protein complex. In addition we have demonstrated in vivo that anosmine-1 modulated the expression of FGFR1in CHO cells. We then cloned the prokr1 and prokr2. By in situ hybridization we have studied their patterns of expression during development and adulthood. Finally, we investigated the functional role of ProkR2 by injecting morpholino antisense oligonucleotides in a 1 cell stage zebrafish and have demonstrated that morphants shown an altered fasciculation of olfactory axons, disruption and decreased numbers of neurons in the olfactory bulb and whole brain and a blocked migrating of PLL. These phenotypes are similar to those found in kal. 1a morphants which allowed us to propose ProkR2 as an interactant of anosmine-1. The second part of this manuscript we characterized the zebrafish prok2 gene and showed that its transcription takes place in almost all proliferating areas previously identified in adult zebrafish brain. Moreover, in TC, prok2 transcription was mainly, likely specifically, restricted to neurons. Next, using a new model of TC injury in adult zebrafish, we observed that telencephalon lesion induced a drastic increase in cell proliferation within the injured hemisphere in regions located both adjacent and distal to injury site. Moreover, our data strongly suggest that cell proliferation was followed by the migration of newly generated neurons towards injury site. In addition, we observed a transient over-expression of prok2 transcripts in cells surrounding the lesion during the very first days post-injury, and, a few days later, in broad cell rows extending from TC cortical regions to injury site. However, prok2 over-expression was no longer detected when the regeneration was completed, showing that ectopic prok2 transcription paralleled neuronal regeneration. Taken together, our results suggest that in adult zebrafish brain, Prok2 may be involved in both adult neurogenesis and injury-induced neuronal regeneration and could have a great therapeutic value in neurodegenerative diseases.