Neuron-ng2 cell synapses in myelination, remyelination and multiple sclerosis

• Auteur / Autrice : Aurelia Berdaa-Sahel
• Direction : Brahim Nait-Oumesmar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cerveau. Cognition. Comportement
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules -- Prolifération

Sclérose en plaques

Myélinisation

Résumé

Les progéniteurs d’oligodendrocyte (PO), aussi appelé cellules NG2, persistent dans le système nerveux central (SNC) adulte. Ces cellules NG2 constituent la source principale d’oligodendrocytes au cours du développement et lors de pathologies démyélinisantes du SNC telle que la sclérose en plaques (SEP). La découverte de synapses fonctionnelles entre les neurones et les cellules NG2 suggère que l’activité neuronale serait impliquée dans le contrôle de l’oligodendrogenèse et la myélinisation. Cependant, le rôle de ces synapses est encore largement méconnu. Dans cette étude, nous avons étudié le profil d’innervation glutamatergiques des cellules NG2 au cours de la myélinisation et de la remyélinisation dans le corps calleux de la souris, ainsi que dans les lésions de SEP. Nos résultats démontrent une augmentation de la densité des contacts glutamatergiques des cellules NG2 à P7 malgré l’absence d’activité synaptique à ce stade du développement. Après une démyélinisation focale les PO nouvellement générés au sein de la lésion n’ont pas de contact synaptique glutamatergique. La densité des contacts glutamatergiques et la fréquence d’activité synaptique sur les PO augmentent à la fin de la phase de prolifération. Par ailleurs, nous avons observé une augmentation marquée des contacts glutamatergiques sur les cellules NG2 dans les lésions actives de SEP comparées aux lésions chroniques et à la substance blanche normale. En conclusion, les processus de myélinisation et de remyélinisation sont corrélés à des changements majeurs des synapses glutamatergiques entre neurone et cellule NG2.

Oligodendrocyte progenitor cells (OPCs), also named NG2 cells, persist in the adult central nervous system (CNS). They are the source of remyelinating oligodendrocytes in demyelinating diseases, such as multiple sclerosis (MS). It has been shown that CNS myelination is linked to electrical activity, and the recent demonstration of synapses between neurons and NG2 cells may constitute a suited mechanism to control the development of NG2 cells, thereby influencing the myelination process. In the present study, we analyzed the pattern of synaptic inputs onto NG2 cells during developmental myelination and remyelination in the corpus callosum of adult mice. During postnatal development, we showed that there is a sharp increase in glutamatergic innervations of NG2 cells during the first postnatal week, while no synaptic activity can be detected. In contrast, during the second postnatal week, the frequency of synaptic currents increased drastically. In LPC-induced lesions, we showed that newly generated OPCs inside the lesion are born without synapses. At the end of the proliferation phase, the proportion of innervated OPCs and the frequency of spontaneous synaptic currents rapidly recover. Once the differentiation phase is advanced, the number of vGluT1+ puncta/OPC highly increases while the frequency of synaptic activity is low in the lesion, suggesting that not all vGluT1+ axon-OPC contacts correspond to functional synapses at this stage of the remyelination process. Importantly, the number of vGluT1+ puncta/OPC also increases in active lesions of multiple sclerosis (MS). In conclusion, neuron-NG2 cell synapses undergo drastic changes during myelination and remyelination.