Effets de l'alcoolisation prénatale sur le développement du système GABAergique et de la myélinisation chez l'humain

Effects of prenatal alcohol exposure on the development of GABAergic system and myelination in humans

• Auteur / Autrice : Florent Marguet
• Direction : Annie Laquerrière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 29/10/2020
• Etablissement(s) : Normandie en cotutelle avec Gonzalez
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cancer and Brain Genomics (Rouen ; 2022-....)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Gonzalez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascale Marcorelles, Stéphane Marret, Jean-Christophe Sabourin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gaëlle Friocourt, Homa Adle-Biassette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Précurseurs

Oligodendrocytes

Syndrome d'alcoolisme foetal

Interneurones

Mots clés libres

Défauts du système GABAergique

Interneurones calrétininergiques

Interneuronpathie

Encéphale humain fœtal et néonatal

Syndrome d'alcoolisation fœtale

Immunohistochimie

Migration vasculaire des interneurones

Précurseurs des oligodendrocytes

PDGFR-α

Olig2

Défauts de myélinisation

Defects of the GABAergic system

Calretinergic interneurons

Interneuronopathy

Human fetal and neonatal brain

Fetal alcohol syndrome

Immunohistochemistry

Vascular interneuron migration

Precursors of oligodendrocytes

PDGFR-α

Olig2

Myelination defects

Résumé

L’exposition prénatale à l’alcool est une cause non génétique majeure d’anomalies structurales et fonctionnelles du système nerveux central dont la forme la plus sévère est le syndrome d’alcoolisation fœtale, et dont les effets perdurent tout au long de la vie, associant retard mental, troubles neurocognitifs et comportementaux. L’exposition prénatale à l’alcool est un enjeu de Santé Publique, car actuellement, la plupart des enfants ne sont pas précocement dépistés en l’absence des signes majeurs que sont la dysmorphie crânio-faciale caractéristique et le retard de croissance. Si de nombreuses études sur les anomalies neurodéveloppementales ont été réalisées chez l’animal et dont les résultats sont souvent contradictoires, très peu de données sont disponibles chez l’humain et concernent essentiellement l’enfant. Afin d’expliquer la symptomatologie de ces enfants, nous avons réalisé une étude de la mise en place des interneurones et de la glie de myélinisation, éléments essentiels intervenant dans la synchronisation des réseaux neuronaux. A partir d’une cohorte de 15 fœtus humains à tous les stades du développement et de deux cas post-nataux âgés de trois mois et deux ans exposés à l’alcool, nous avons étudié l’ontogenèse des interneurones GABAergiques et calrétininergiques ainsi que les caractéristiques de leur migration vasculaire dans le cortex. Nous avons identifié une interneuronopathie consistant en un retard majeur de génération dans les zones de production (éminences ganglionnaires) aux stades précoces de développement et une malposition des interneurones calrétininergiques au sein du cortex des fœtus alcoolisés aux stades plus tardifs comparativement à des contrôles appariés. Ce retard de génération touche également les précurseurs des oligodendrocytes exprimant le PDGFRα qui restent ensuite anormalement nombreux aux dépends des précurseurs et préoligodendrocytes exprimant Olig2. Ces derniers restent pratiquement absents dans le cortex des fœtus alcoolisés jusqu’en fin de la grossesse. L’interneuronopathie et le défaut de différentiation oligodendrogliale pourraient expliquer en partie les troubles neurologiques observés chez les enfants et adultes exposés in utero à l’alcool, la modulation de l’activité neuronale et la myélinisation étant indispensables à l’établissement des réseaux neuronaux et à la conduction des influx nerveux.

Prenatal alcohol exposure is a major non-genetic cause of structural and functional abnormalities of the central nervous system, the most severe form of which is fetal alcohol syndrome, and the effects of which persist throughout life, associating mental retardation, neurocognitive and behavioural disorders. Prenatal alcohol exposure is a public health issue, since currently most children are not early detected in the absence of the major signs consisting of characteristic cranio-facial dysmorphism and growth retardation. While numerous studies on neurodevelopmental abnormalities have been carried out in animals and the results of which are often contradictory, very little data is available in humans and mainly concerns children. In order to explain the symptoms of these children, we have conducted an ontogenetic study of interneurons and oligodendrocyte lineage, two essential events involved in the synchronization of neural networks. Using a cohort of 15 human fetuses at all stages of development and two postnatal cases aged three months and two years exposed to alcohol in utero, we studied the development of GABAergic and calretinergic interneurons as well as the characteristics of their vascular migration within the cortex. We identified an interneuronopathy consisting of a major generation delay in the production areas (ganglionic eminences) at the early stages of development and a mispositioning of calretinergic interneurons within the cortex of fetuses exposed to alcohol at later stages compared with age matched controls. This delay in generation also affects precursors of oligodendrocytes expressing PDGFRα, which then remain abnormally numerous at the expense of precursors and pre-oligodendrocytes expressing Olig2. The latter are virtually absent in the cortex of fetuses exposed to alcohol until the end of pregnancy. Interneuronopathy and the lack of oligodendroglial differentiation could partly explain the neurological disabilities observed in children and adults exposed in utero to alcohol, modulation of neuronal activity and myelination being essential for the establishment of neural networks and conduction of nerve outputs.