Contribution au développement de stratégies thérapeutiques pour la réparation fonctionnelle de processus neurodégénératifs : apport du peptide PSELT dérivé de la sélénoprotéine T et de cellules souches.

contribution to the development of therapeutic strategies for the functional regeneration of neurodegenerative processes : Role of PSELT, a peptide derived from selenoprotein T and stem cells

• Auteur / Autrice : Hugo Pothion
• Direction : Youssef Anouar, Jean-Paul Marie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 18/09/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche sur le handicap ventilatoire et neurologique (Rouen ; 2022-...) - Neuroendocrine EndOcrine and GeRminal DIfferentiation and Communication (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Youssef Anouar, Jean-Paul Marie, Patrick Decherchi, Valérie Planat-Benard, Isabelle Lihrmann-Bisson, Vincent Lelièvre, Frédéric Tankéré, Nicolas Guérout

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nerfs périphériques

Nerfs crâniens

Nerf facial

Myélinisation

Démyélinisation

Gaine de myéline

Myéline

Cellules souches

Peptides

Mots clés libres

Axotomie

Capsule frontière

Cellule souche

Myéline

Nerf facial

Peptide

PSELT

Sélénoprotéine

SELENOT

Unité motrice

Axotomy

Boundary cap

Facial nerve

Motor unit

Myelin

Peptide

PSELT

Selenoprotein

SELENOT

Stem cells

Résumé

Le système nerveux périphérique a des capacités intrinsèques de régénération, mais la récupération motrice est insuffisante dans les cas de lésions les plus graves. Si la chirurgie reste l'approche thérapeutique "de référence", son efficacité est souvent limitée et diverses stratégies alternatives ont été développées, comme la thérapie à base de cellules souches. Cependant, on observe également une régénération incomplète des nerfs, et plusieurs approches visent à améliorer le potentiel de ces cellules. Parmi celles-ci, la modulation de l'environnement redox à l'aide de molécules antioxydantes est l'une des plus prometteuses. La sélénoprotéine T (SELENOT) est une oxydoréductase qui fait partie de la famille des sélénoprotéines, l'une des plus importantes familles d'enzymes antioxydantes dans l'organisme. Récemment, un peptide mimétique (PSELT) dérivé de SELENOT a montré un effet cardioprotecteur et neuroprotecteur dans un environnement nocif. La première partie de cette étude visait à évaluer le potentiel thérapeutique du PSELT dans un modèle de lésion du nerf facial chez le rat. Puis, nous avons recherché si le PSELT pouvait potentialiser l’effet thérapeutique d’une thérapie basée sur les cellules souches dérivées des capsules frontières (CF), une population de cellules souches située dans le derme qui a montré un fort potentiel neurogènique. Immédiatement et 48 heures après l'opération, le PSELT a été injecté dans une chambre de régénération d’origine veineuse dont le rôle était de réunir les deux rameaux d’un nerf facial axotomisé au niveau de la sortie du foramen stylo-mastoïdien. L’évaluation motrice des vibrisses, réalisée trois mois après la lésion, a montré que PSELT améliorait la récupération motrice de manière plus efficace comparée aux animaux témoins et à ceux ayant reçu un traitement chirurgical standard. Ces bénéfices cliniques ont été confirmés par des analyses électromyographiques et histologiques qui ont révélé une meilleure repousse nerveuse, une meilleure myélinisation et une réinnervation plus fine des muscles cibles. La combinaison de PSELT avec des cellules souches dérivées des CF n'a pas potentialisé la régénération nerveuse par rapport à la thérapie basée sur le PSELT seul, tant au niveau clinique qu'histologique. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que le PSELT offre un avantage thérapeutique pour traiter les lésions des nerfs périphériques par rapport aux approches de chirurgie et de thérapie cellulaire, et constitue donc un candidat précieux pour la médecine régénérative.

Peripheral nervous system has intrinsic regeneration abilities, but motor recovery is insufficient in the most severe cases of lesions. Although surgery remains the “gold standard” therapeutic approach, its efficiency is often limited, and various alternate strategies have been developed such as stem cell-based therapy. However, uncomplete nerve regeneration is also observed, and several approaches aim to improve the potential of these cells. Among them, redox environment modulation using antioxidant molecules is one of the most promising. Selenoprotein T (SELENOT) is an oxidoreductase which is a member of the selenoprotein family, one of the most important family of antioxidant enzymes in the organism. Recently, a mimetic peptide (PSELT) derived from SELENOT has shown a cardioprotective and a neuroprotective effect in a noxious environment. The first part of this study aimed at evaluating the therapeutic potential of PSELT in a facial nerve injury model in rat. In a second part, we asked whether PSELT could improve a stem cells-based therapy using boundary cap (BC) stem cells, a stem cell population located in the dermis which showed a high neurogenic potential. Immediately and 48 hours after the surgery, PSELT was injected into a free femoral vein interposition graft bridging the stumps of an axotomized facial nerve at the level of the exit point of the stylomastoid foramen. Three months later, motor performance of the vibrissae has been analyzed. PSELT significantly improved motor recovery compared to control, and end suture-treated animals. These results were confirmed by electrophysiological and histological analysis which highlighted a better nerve regeneration, an increased myelination and a more specific innervation of the whisker pad in the PSELT-treated group. Combination of PSELT with BC-derived stem cells did not improve further nerve regeneration compared to the PSELT-based therapy alone, both at the clinical and histological levels. Altogether, our results indicate that PSELT offers a therapeutic advantage to treat peripheral nerve lesion compared to surgery and cell therapy approaches, and thus constitutes a valuable candidate for regenerative medicine.