La signalisation Hedgehog dans le maintien de la barrière hémato-encéphalique et la physiopathologie des troubles neurodégénératifs

Role of Hedgehog signalling in the maintenance of the blood-brain barrier and in the pathophysiology of neurodegenerative diseases.

• Auteur / Autrice : Pierre-Louis Hollier
• Direction : Alain-Pierre Gadeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance le 26/11/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie des maladies cardiovasculaires (Pessac, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Muriel Laffargue
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain-Pierre Gadeau, Muriel Laffargue, Elisabeth Traiffort, Jérôme Ezan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elisabeth Traiffort

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules endothéliales

Cerveau -- Vaisseaux sanguins

Sclérose en plaques

Démence

Barrière hématoencéphalique

Protéine Sonic hedgehog

Mots clés libres

Signalisation Hedgehog

Barrière hémato-Encéphalique

Démence

Sclérose en plaques

Vaisseaux sanguins

Cellules endothéliales

Hedgehog signalling

Blood-Brain barrier

Dementia

Multiple sclerosis

Blood vessels

Endothelial cells

Résumé

Les maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson ou la sclérose en plaques, sont des maladies chroniques progressives touchant le système nerveux central. La barrière hémato-encéphalique (BHE) joue un rôle critique dans la physiologie du système nerveux central et, de ce fait, sa perturbation participe à la pathogénèse des maladies neurodégénératives. Du fait de l’implication de la voie de signalisation Hedgehog (Hh) dans la régulation de la BHE, et de l’existence de résultats contradictoires dans la littérature, l’objectif de cette thèse est de revoir les mécanismes mis en jeu dans la régulation de l’intégrité de la BHE par les ligands de la voie Hh dans des conditions physiologiques et pathologiques (sclérose en plaque et maladie d’Alzheimer) chez l’adulte.Nous avons montré que Desert Hedgehog (Dhh), exprimé par les cellules endothéliales (CE), est nécessaire au maintien de l’intégrité de la BHE. De plus, nous avons montré que la perte de Dhh dans les CE et l’ouverture de la BHE qui s’ensuit suffisent à induire l’apparition de troubles cognitifs. De plus, nos résultats suggèrent que l’expression endothéliale de Dhh est réduite dans la maladie d’Alzheimer et la sclérose en plaquesPar ailleurs nous avons montré que dans la sclérose en plaque, une induction de l’expression de Sonic Hedgehog (Shh) dans les astrocytes participe à l’ouverture de la BHE. Ces résultats et d’autres nous ont finalement permis de montrer qu’en fonction de leur forme, les ligands de la voie Hh agissent différemment sur la BHE.Dans l’ensemble, ces résultats renforcent l’idée déjà existante que la voie de signalisation Hh constitue une cible d’intérêt dans la thérapeutique des maladies neurodégénératives, et apportent de nouvelles informations à prendre en compte dans l’élaboration de stratégies thérapeutiques.

Neurodegenerative diseases suchs as Alzheimer’s or Multiple Sclerosis are characterized by a progressive degeneration of the central or peripheral nervous system. The blood-brain barrier (BBB) plays a critical role in the pathophysiologie of the central nervous system, and its disruption contributes to the pathogenesis of neurodegenerative disease. Since Hedgehog (Hh) signalling is implicated in the maintenance of the BBB, and since discrepancies exist in the literature, the objective of this PhD’s thesis is to clarify the mechanisms underlying Hh ligands-dependent regulation of the BBB, in physiological and pathological (multiple sclerosis and Alzheimer’s) conditions, in the adult.We showed that Desert Hedgehog (Dhh) is expressed in endothelial cells (ECs), and is necessary to stabilize the BBB. Moreove, we showed that the deletion of Dhh in ECs, and the consequential opening of the BBB are sufficient to trigger the apparition of cognitive disorders. Our results also suggest that Dhh in ECs is downregulated in Alzheimer’s and multiple sclerosis.We also showed that in multiple sclerosis, Sonic Hedgehog (Shh) is induced in astrocytes and contributes to the opening of the BBB. Those results and other finally led us to demonstrate that depending on their post-translational maturation, Hh ligands have distinct effects on the BBB.Taken together, those results strengthen the hypothesis of using Hh signalling as a therapeutic target in the treatment of neurodegenerative diseases, and unveil new insights to consider when it comes to conceiving such therapeutical strategies.