Thèse soutenue

Rôle d'Otx2 dans les photorécepteurs de la rétine mature
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Auteur / Autrice : Pasquale Pensieri
Direction : Thomas Lamonerie
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 13/12/2019
Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
Laboratoire : Institut de biologie Valrose - Institut de biologie Valrose (Nice)
Jury : Président / Présidente : Michèle Studer
Examinateurs / Examinatrices : Michèle Studer, François Paquet-Durand, Daniele Dell'Orco
Rapporteurs / Rapporteuses : François Paquet-Durand, Daniele Dell'Orco

Résumé

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Si le rôle du facteur de transcription Otx2 dans le développement de la rétine est bien compris, sa fonction dans la rétine adulte reste floue. L'expression d’Otx2 est maintenue dans l'épithélium pigmenté rétinien (RPE), les photorécepteurs (PR) et les cellules bipolaires durant toute la vie. Des travaux antérieurs ont montré que l’ablation du gène Otx2 dans la rétine adulte conduit à une dégénérescence des PR, suggérant qu’il a un rôle dans leur maintenance. Il a ensuite été montré que l’expression d’Otx2 restreinte dans le RPE est à la fois nécessaire et suffisante pour la survie des photorécepteurs, ce qui indique une fonction neuroprotectrice non autonome dans ces cellules. Ces résultats n’expliquent pas la fonction de la protéine Otx2 endogène dans les PR. Afin de l'élucider, nous avons utilisé la lignée de souris Crx-CreERT2 inductible pour procéder à la délétion du gène Otx2 spécifiquement dans les PR. L'histologie a confirmé que l’expression d’Otx2 endogène n'est pas nécessaire à la survie des PR ni au maintien de leur identité cellulaire chez l'adulte. Cependant, nous avons constaté qu’Otx2 est impliqué dans l'adaptation visuelle en régulant le mouvement de l'arrestine induit par la lumière, dans les photorécepteurs. L’arrestine est transportée entre les segments externes du PR, où il s'accumule à la lumière, et les segments internes et le soma, où il s'accumule dans l'obscurité, pour moduler la sensibilité du PR, en réponse à différentes intensités lumineuses. Ce trafic est compromis après délétion d’Otx2 dans les PR : l’arrestine reste bloquée dans les segments internes et dans le soma, même après une exposition prolongée à la lumière. Des tests comportementaux ont montré que les souris mutantes sont fortement photophobes. Les mécanismes détaillés restent à élucider.Pour déchiffrer le réseau de gènes contrôlé par Otx2 dans les PR, nous avons effectué des analyses temporelles par RNA-seq au décours de l'inactivation d’Otx2 dans les PR. Aucun gène de la cascade de phototransduction ne semble dérégulé. Par contre, l’expression de certains gènes de la matrice extracellulaire et, de manière surprenante, d'un groupe de gènes spécifiquement impliqués dans la mélanogénèse dans le RPE, et déjà connus pour être des cibles directes d'Otx2, est diminuée. Un examen attentif des souris porteuses d’une délétion d’Otx2 spécifique dans les PR a confirmé que le niveau de protéine Otx2 dans les noyaux du RPE est réduit, tandis que la protéine Otx2 peut maintenant être détectée dans les segments externes de PR. Au vu de ces données et de l'effet neuro-protecteur d'Otx2 joué par le RPE, nous avons émis l'hypothèse d'un transfert direct de la protéine Otx2 du RPE aux PR. Pour prouver cette hypothèse, des vecteurs viraux dirigeant l'expression d’une forme d’Otx2 étiquetée, spécifiquement dans les cellules du RPE, ont été générés et utilisés pour l'injection sous-rétinienne chez la souris. Après transduction du RPE, nous avons recherché si la forme d’Otx2 étiquetée pouvait être détectée dans les PR. Nous avons constaté que dans la rétine contrôle, un transfert constitutif d'Otx2 est actif à faible débit. Après l'induction du KO dans les PR, le taux de ce transfert est augmenté, agissant probablement comme une réponse neuro-protectrice. Une telle augmentation du transfert explique bien la réduction du taux de protéine Otx2 dans le RPE et la diminution d’expression des gènes de la mélanogenèse. La protéine Otx2 transférée semble être transportée des segments externe et interne des PR vers les synapses situées dans la couche plexiforme externe, ce qui suggère que sa fonction neuro-protectrice met en jeu des mécanismes différents de sa fonction génomique classique de facteur de transcription.En conclusion, cette étude a révélé une nouvelle fonction de la protéine Otx2 endogène dans l'adaptation des PR à la lumière et a démontré l'existence d'un transfert de protéine Otx2 exogène, du RPE vers les PR, avec un rôle neuro-protecteur présumé.