La serglycine astrocytaire, ses propriétés ambivalentes dans le contrôle des processus d'astrogliose dans la physiopathologie de la sclérose en plaques

Astrocytic serglycin exhibits ambivalent properties in the control of astrogliosis processes in the pathophysiology of multiple sclerosis

• Auteur / Autrice : Margaux Laisne
• Direction : Candice Chapouly
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie des maladies cardiovasculaires
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Hedgehog and vessel disease

Mots clés

Mots clés libres

Barrière hémato-encéphalique

Astrocytes

Sclérose en Plaque

Proteoglycan

Blood Brain Barrier

Astrocytes

Multiple Sclerosis

Proteoglycan

Résumé

Introduction : Dans la sclérose en plaques (SEP), les astrocytes deviennent réactifs, subissant des modifications morphologiques et moléculaires appelées « astrogliose ». Ce phénomène peut être bénéfique, avec l'établissement d'une cicatrice gliale limitant la taille des lésions inflammatoires, ou délétère, avec la production de facteurs pro-inflammatoires conduisant à l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Afin de caractériser la signature des astrocytes au cours de l'astrogliose, nous avons réalisé un séquençage de l'ARN sur des astrocytes humains « basaux » (hBA) versus « réactifs » (hRA) et avons identifié la Serglycine (SRGN), un protéoglycane, comme étant régulé par l'hRA. Objectif : L'objectif de notre projet est d'élucider le rôle de la SRGN astrocytaire et de ses acteurs au cours de la neuroinflammation. Méthodes : In vitro, nous avons transfecté l'hBA avec des siRNAs contrôle ou des siRNAs SRGN avant d'induire une astrogliose avec un traitement IL-1β. Les lysats cellulaires et les milieux conditionnés ont ensuite été récoltés pour effectuer des analyses transcriptomiques et protéomiques. En parallèle, des cellules endothéliales microvasculaires cérébrales humaines (hBMEC) ont été incubées avec le milieu conditionné de l'ARH pendant 6 heures pour effectuer une analyse transcriptomique. In vivo, nous avons utilisé un modèle de souris inductible knock-out pour SRGN spécifiquement dans les astrocytes (SrgnACKO) et induit des lésions inflammatoires aiguës par injection stéréotaxique intracorticale. Résultats : In vitro, dans un modèle d'astrogliose, nous avons démontré que la surexpression du SRGN astrocytaire contribue à l'hyperplasie et à l'élongation des astrocytes ainsi qu'à l'expression des jonctions serrées astrocytaires et donc à l'établissement d'une cicatrice gliale protectrice. Les résultats préliminaires in vivo montrent que la formation de la cicatrice gliale est effectivement altérée chez les souris SrgnACKO par rapport aux souris contrôles. Inversement, nous avons montré que dans les astrocytes in vitro, le SRGN favorise un secretum pro-inflammatoire riche en chimiokines (CCL5, CCL7) qui porte atteinte à l'intégrité de la BHE, puisqu'il altère l'expression des gènes de la jonction endothéliale (OCLN, CADH5, ZO-1). Enfin, nous avons identifié la Legumain astrocytaire (LGMN) comme un acteur potentiel de la signalisation en aval du SRGN. Discussion : Nos données suggèrent que, dans des contextes neuroinflammatoires aigus et chroniques, comme dans la sclérose en plaques, le rôle dichotomique du SRGN sur l'astrogliose peut favoriser l'établissement d'une cicatrice gliale protectrice, d'une part, et promouvoir un secretum pro-inflammatoire délétère pour l'homéostasie de la BHE, d'autre part. L'utilisation de modèles in vivo de neuroinflammation nous permettra de mieux comprendre comment et quand les propriétés protectrices et délétères du SRGN astrocytaire sont impliquées dans la physiopathologie de la SEP.

Introduction : In multiple sclerosis (MS), astrocytes become reactive, undergoing morphological and molecular changes named ''astrogliosis''. This phenomenon can be beneficial, with the establishment of a glial scar limiting the size of inflammatory lesions, or deleterious, with the production of pro-inflammatory factors leading to blood-brain barrier (BBB) opening. To characterize astrocytes signature during astrogliosis, we performed an RNA sequencing on “basal” (hBA) versus “reactive” human astrocytes (hRA) and identified Serglycin (SRGN), a proteoglycan, as upregulated by hRA. Aim : The aim of our project is to elucidate the role of astrocytic SRGN and its players during neuroinflammation. Methods: In vitro, we transfected hbA with control siRNAs or SRGN siRNAs before inducing astrogliosis with IL-1β treatment. Cell lysates and conditioned media were then harvested to perform transcriptomic and proteomic analysis. In parallel, Human Brain Microvascular Endothelial Cells (hBMECs) were incubated with hRA conditioned medium for 6 hours to perform transcriptomic analysis. In vivo, we used an inducible mouse model knockout for SRGN specifically in astrocytes (SrgnACKO) and induced acute inflammatory lesion via intracortical stereotactic injection. Results: In vitro, in a model of astrogliosis, we demonstrated that the overexpression of astrocytic SRGN contributes to astrocytes hyperplasia, elongation and the expression of astrocytic tight junctions thus to the establishment of a protective glial scar. In vivo preliminary results shown that glial scar formation is indeed impaired in SrgnACKO compared to control mice. Conversely, we showed that in astrocytes in vitro, SRGN promotes a chemokine-rich (CCL5, CCL7) pro-inflammatory secretum that impairs the BBB integrity, since it alters endothelial junction gene expression (OCLN, CADH5, ZO-1). Finally, we identified astrocytic Legumain (LGMN) as a potential signaling player downstream of SRGN. Discussion: Collectively, our data suggest that, in acute and chronic neuroinflammatory contexts, like in multiple sclerosis, SRGN dichotomous role on astrogliosis may favor the establishment of a protective glial scar, on one hand, and promote a pro-inflammatory secretum deleterious for the BBB homeostasis, on the other hand. The use of in vivo models of neuroinflammation will allow us to better understand how and when protective and deleterious properties of astrocytic SRGN are involved in MS pathophysiology.