Diversité des motoneurones au cours du développement normal et en situation pathologique

• Auteur / Autrice : Dorothee Buttigieg
• Direction : Georg Haase
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 09/10/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Shahram Attarian
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Livet, Francois Clarac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Judith Melki, Pico Caroni
• DOI : 10.70675/9a8cd1a2zbdb7z45d7z9b32z1757e3b29c8c

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurones

Maladies neurodégénératives

Biologie du développement

Sclérose latérale amyotrophique

Maladies musculaires

Mots clés libres

Motoneurone

Neurodégénérescence

Développement

Motor neuron

Neurodegeneration

Development

Résumé

Au cours du processus neurodégénératif lié à la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA), les motoneurones innervant les muscles des membres sont très atteints tandis que ceux innervant les muscles axiaux sont relativement préservés. Les motoneurones diffèrent aussi dans leur réponse à plusieurs facteurs neurotrophiques (NTF). Je me suis intéressée aux mécanismes moléculaires déterminant la morphologie distincte et les réponses aux NTF de sous-populations de motoneurones pertinentes dans la SLA. J'ai démontré que les sous-populations de motoneurones murins innervant les muscles axiaux (MN-MMC) ou les muscles des membres (MN-LMC) ont de fortes différences morphologiques. Ces différences sont dues à une régulation différentielle de gènes codant pour la Péripherine et la Diacylglycérol kinase beta (DGK-β) qui sont régulés par les facteurs de transcription LIM-HD FoxP1/HB9. J'ai montré que les MN-LMC et les MN-MMC répondaient distinctement à trois facteurs neurotrophiques: le HGF (Hepatocyte Growth Factor), l'Artémine et le CNTF (Ciliary Neurotrophic Factor). J'ai étudié les motoneurones lombaires dans deux situations pathologiques: 1) les altérations de l'appareil de Golgi et du trafic axonal suite à la perte de TBCE (Tubulin Binding Cofactor E), 2) l'effet de l'augmentation de KCC2 à la membrane plasmique des motoneurones sur la transmission synaptique inhibitrice après lésion.Enfin, j'ai développé une nouvelle méthode de purification de motoneurones dérivés d'iPS (induced Pluripotent Stem Cell) humains en utilisant un vecteur rapporteur lentiviral Hb9::GFP et un anticorps dirigé contre le récepteur de faible affinité des neurotrophines, p75.

Muscles are highly vulnerable whereas motor neurons innervating axial muscles are relatively resistant. Motor neurons also seem to differ in their response to several neurotrophic factors (NTF). I investigated the molecular mechanisms determining the distinct morphology and the differential NTF response of ALS-relevant motor neuron subsets. First, I demonstrated that mouse lumbar motor neurons innervating either axial muscles (MMC-MN) or hindlimb muscles (LMC-MN) display remarkable morphological differences. These differences involve a differential regulation of genes coding for Peripherin and Diacylglycerol kinase-b (DGK-β) which are regulated by the transcription factors FoxP1/HB9. Second, I showed that LMC-MN and MMC-MN respond differentially to the three neurotrophic factors HGF (Hepatocyte Growth Factor), Artemin and CNTF (Ciliary NeuroTrophic Factor). Their differential survival is explained by the corresponding receptor gene expression in specific pools of MMC-MN and LMC-MN. Third, I studied lumbar motor neurons in two pathological conditions: 1) alteration of Golgi apparatus and axonal trafficking induced by loss of TBCE (Tubulin Binding Cofactor E) 2) the effect of KCC2 increase at motor neuron plasma membrane on inhibitory synaptic transmission after trauma.Finally, I developed a new FACS-based method for isolating human iPS (induced Pluripotent Stem Cell)-derived motor neurons with both an HB9::GFP reporter lentivirus and an antibody directed against the low-affinity neurotrophin receptor p75.