Rôle morphogénétique de la crête neurale céphalique au cours du développement précoce de l'oeil

Morphogenetic role of cephalic neural crest during early development of the eye

• Auteur / Autrice : Soufien Sghari
• Direction : Sophie Creuzet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 29/10/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Simon Saule
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sophie Creuzet, Simon Saule, Heather Etchevers, Renata Kozyraki, Jean-Loup Duband
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Heather Etchevers, Renata Kozyraki

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électroporation

Poulets

Cyclopie

Crête neurale -- Malformations

Mots clés libres

Cnc

Cyclopie

Poulet

Cnc

Cyclopia

Chicken

Electroporation

Résumé

La crête neurale céphalique (CNC) est une structure pluripotente à l'origine de la totalité du squelette de la face et de la voûte crânienne.
L'absence de la CNC est associée à des malformations du cerveau antérieur et des défauts oculaires qui reproduisent les malformations congénitales humaines: microcéphalie, holoprosencéphalie, aniridie, chambre antérieure manquante, colobome congénital, désorganisation du cristallin, agénésie des
paupières,
strabisme précoce (Alward 2000, Creuzet 2009, Williams and Bohnsack 2015). Dans notre étude, l'augmentation hétérochronique de la signalisation Bmp7 au niveau de la plaque préchordale (PPC) a engendré une perturbation de la migration de la CNC associée à une fusion des deux champs oculaires en un seul œil cyclope. Cette cyclopie, contrairement aux études antérieures (Chiang et al. 1996, Golden et al. 1999) est précédée par une perturbation de la constriction apicale au niveau des vésicules optiques (VO) au stade Hamburger-Hamilton (HH) 12 et qui est responsable de l'invagination dorsale des VO et leur séparation du reste du tube neural. Au niveau moléculaire, nous avons enregistré une augmentation de la signalisation Wnt1 très tot après le traitement (2h) dans la CNC. Cette augmentation s'étend rostralement ce qui suggère que Wnt1 pourrait etre impliqué dans la perturbation du développement oculaire. Pour tester cette hypothèse, nous avons tenté des expériences de sauvetage par l'inactivation de la signalisation Wnt1 par ARN interférence. Nous avons observé une amélioration du phénotype mais les yeux sont restés morphologiquement en hypotélorisme, c'est-à-dire trop proches. Des coupes coronales au stade E8 (32-33HH) ont montré que les yeux sont synophtalmiques, deux yeux dans un seul orbite, et sont restés fusionnés au télencéphale. Au niveau moléculaire, nous avons observé aussi une diminution de l'expression de Wnt2b au niveau des VO chez l'embryon cyclope et que cette diminution persiste malgré le sauvetage par Wnt1. Pour comprendre cette signalisation, nous avons tenté une deuxième expérience de sauvetage avec ARN interférence contre Wnt1 et un vecteur plasmidique exprimant Wnt2b dans le tube neural et les VO respectivement. Vers E8 l'embryon ressemble au contrôle mais avec persistance de fusion entre les VO et le télencéphale. L'hybridation in situ a montré une diminution du niveau d'expression de Foxg1 à 12HH dans la partie dorsale des VO au niveau de la frontière entre la partie rostrale du diencéphale et le télencéphale (RD/T) dans les deux tentatives de sauvetage ce qui suggère que ce gène pourrait être impliqué dans la séparation rostrale des VO du télencéphale.

Cephalic neural crest (CNC) is a pluripotent structure giving rise to entire skeleton of the face and skull. Absence of CNC is associated with forebrain and eye defects that mimic human congénital malformations: microcephaly, holoprosencephaly, aniridia, missing anterior chamber, coloboma, congenital dislocation of the lens, agenesis of eyelid and early strabismus. (Alward 2000 Creuzet 2009, Williams and Bohnsack 2015). In our study, heterochronic increased Bmp7 signaling in the prechordal plate (Pcp), caused disruption of CNC migration associated with fusion of two optical fields into one cyclopic eye. This cyclopia, unlike previous studies (Chiang et al. 1996, Golden et al. 1999), is preceded by a disturbance of the apical constriction in optic vesicles at Hamburger-Hamilton (HH)12 stage witch is responsible for dorsal invagination of OVs and their separation from the rest of the neural tube. At the molecular level, we recorded an increase in Wnt1 expression very early after treatment (2h) in CNC and this increase extends rostrally suggesting that Wnt1 could be involved in the disturbance of eye development. To test this hypothesis, we attempted rescue experiments by inactivating Wnt1 signaling by RNA interference and we observed an improvement of the phenotype but the eyes remained morphologically in hypotelorism, too close,. At E8 (32-33HH) stage the eyes are remained fused to the forebrain and are synophtalmic, two eyes in a single orbit,. We also observed a decrease in Wnt2b expression in OV in the cyclopic embryo and that this decline persists despite Wnt1 rescue. To understand Wnt2b signaling, we attempted a second rescue experience with RNA interference against Wnt1 and a plasmid vector expressing Wnt2b in the CNC and OV respectively. Coronal sections at E8 stage resemble the control but with persistence of dorsal fusion between OVs and telencephalon. In situ hybridization showed a decrease in Foxg1 expression at 12HH in the dorsal part of OVs in the RD/T boundry in the two rescue attempts suggesting that this gene may be involved in the separation of OVs at 12HH stage rostrally from the telencephalon.