Transplantation de neurones dopaminergiques - Fichier

P as de régénération
P as de division cellulaire
Et si ….. :
"Une fois le développement
terminé ....tout peut mourir, rien ne
peut régénérer"
(S. Ramon y Cajal, 1928)
impossibilité de s’intégrer
fonctionnellement dans le cerveau
sans altérer sa structure et sa
fonction !
La mort d’un dogme et la naissance d’un nouveau concept
R égénérescence des neurones monoaminergiques
( R aisman, 1969)
[ 3H ] - T hymidine:
cellules marquées dans le gyrus dentelé, le
cortex, le bulbe olfactif:
« Les micro- neurones de l’adaptation »
( A ltman, 1962/1969)
La morphologie des neurones est modifiée
par « l’expérience » ( Greenough, 1978)
Les cellules marquées ont des caractéristiques de
neurones
( microscopie électronique)
( K aplan, 1977)
Les greffes de neurones embryonnaires
( B jorklund, 1980)
Chez les oiseaux, il existe des cellules marquées
à la [ 3H ] - T hymidine qui sont des neurones et
reçoivent des synapses….
( Nottebohm, 1983)
•R akic, 1985
P as de neurogénèse chez le
primate
P hénomène sans importance biologique car non
conservé au cours de l’évolution
•Nowakowski, 1989
D éveloppement d’une nouvelle
technique
La B rdU ( 5- bromo- 3 ’- déoxyuridine)
E tapes du cycle cellulaire
D ivision cellulaire ( mitose)
G0
É tat de quiescence
( cellule au repos)
M
Début du cycle
La cellule se prépare à se
diviser
G1
R
La cellule grossit et fabrique de
nouvelles protéines
L’A D N se réplique t- il encore?
La cellule est- elle suffisamment grosse?
L’environnement est- il favorable?
G2
B rdU
S
La cellule recopie son A D N
R
P oint de restriction : la cellule décide si
elle achève le cycle
La cellule est- elle suffisamment grosse?
L’environnement est- il favorable?
I ncorporation de la 5- B romo- 2’- déoxyuridine ( B rdU )
A
+
T
Brome
A
BrdU
BrdU
B rdU
( 5- bromo- 3 ’- déoxyuridine)
•Nowakowski, 1989
I mmunohistochimie
P hénotype par double marquage
•1992 : R eynolds & R ichards
•1995 : Gage
I solation de cellules souches à
partir de cerveaux adultes
Quantification avec “M edline “ avec le mot clef « adult
neurogenesis »
K empermann et al., 2002
1ère étude
comportementale
Singe, H omme
Neurogénèse hippocampique chez l’homme
( n=5, 64 ± 3 ans)
GF A p
NeuN
B rdU
Description des sites neurogéniques
Neurogénèse dans la couche subépendymale
( SV Z )
Le bulbe olfactif
R M S : « zone de
migration rostrale
»
Couche subépendymale
Neurogénèse dans la couche subépendymale
( SV Z )
LUMEN
T ype E : Cellules ciliées, circulation du LCR
T ype B : Cellules qui se divisent lentement ( Nestine, GF A P )
T ype C : cellules qui se divisent rapidement ( Nestine)
T ype A : migrent en formant des chaînes ( H u, T uj1, P SA - NCA M )
Lignage cellulaire dans la SV Z
A lvarez- B uylla et al., 2002
Neurogénèse dans la couche subépendymale
R ongeurs : 5 mm en 2 – 6 jours
M ort cellulaire ~ 2500 cellules
Le bulbe olfactif
Singe : 20 mm en 11 – 14 semaines
D ifférenciation :
Cellules en grain GA B A
R ongeurs : 15 000 cellules/jour
I nterneurones D A
R M S : « zone de
migration rostrale
»
Survie des cellules pendant 19 mois
Couche subépendymale
Neurogénèse dans la formation hippocampique
Neurogénèse dans la formation hippocampique
Mort
CA1
Précurseur
CA3
GD
Migration
Prolifération
Différenciation
Lignage cellulaire dans le gyrus denté
T ype B : Cellules qui se divisent ~ glie radiaire ( GF A P )
T ype D : petites cellules immatures foncées
Seri et al., 2001
Lignage cellulaire dans le gyrus denté
Neurone
neurone
Cellule progénitrice
Cellule de type D
Cellule de type B
Cellule souche
Nb t ot al de cellules Br dU- I R
Naissance et mort d’une cellule néoformée chez le rongeur
Longueur du cycle : 24 h
6000
I nnervent le champ CA 3 entre le 4ème et
10ème jour
5000
4000
 60%
3000
R eçoivent des afférences
9000 cellules /jour
2000
270 000 /mois
1000
6 % cellules granulaires
0
2h
24 h
1s
T emps post - inj ect ion
B rdU
( 100 mg/kg)
( Gould et coll., 1999)
2s
Les sites de neurogénèse chez l’adulte
M acaca fascicularis adulte : ≈5,5 ans
Néocortex ???
Gould et al., 2001
Les sites de neurogénèse chez l’adulte
M acaca fascicularis adulte : ≈5,5 ans
Néocortex ???
K ornack et al., 2001
R ackic et al., 2002
Gould et al., 2001
PNAS, 2002
La neurogénèse, 4 composants majeurs :
P rolifération
M igration
D ifférenciation
Survie / M ort
Neurogénèse
R égulation de la neurogénèse :
P rolifération
M igration et
D ifférenciation
Survie / M ort
 H ormones
 Neurotransmetteurs
 Neuromodulateurs
 F acteurs trophiques
Neurogénèse
 Les antidépresseurs
 Les neuroleptiques
 Les drogues d’abus
L’axe corticotrope
Stress
CRH
• F orte affinité
pour la corticostérone
30 20
• Saturés par des faibles niveaux de l’hormone
Corticostérone
Hypothalamus
Cort icost �rone ( �g/ dl)
T ype I ( minéralocorticoïdes)
50
• P résents40dans la F H
20
15
Hypophyse
ACTH
+
Surrénales
( µg/100ml)
T ype I I ( glucocorticoïdes)
10
+
10
• D istribution
0
ubiquitaire
0
30
60
120
• F aible affinité pour la corticostérone
5
• Saturés par des niveaux élevés de l’hormone
( stress, pic nocturne)
0
8
12 16 20 0
4
8
➠ Administration de corticostérone :
( Cameron et al., 1998)
D ensité de cellules [ H 3]
La corticostérone inhibe la neurogénèse hippocampique
*
Sal
Cort
➠ Suppression de la sécrétion de corticostérone :
( Cameron et Gould, 1994)
[ Surr - ]
D ensité de cellules [ H 3]
Control
*
Sal
[ Surr - ]
E ffets de la Surr et de la corticostérone sur la neurogénèse
T émoin
[ Surr - ]
[ Surr - ] + [ P astille]
( niveau faible)
[ Surr - ] + [ E au]
( niveau élevé nocturne)
[ Surr - ] + [ P ast+E au]
( rythme circadien)
7 jours + tard
……
I mmunohistochimie
M anipulation des taux de corticostérone :
effets sur la neurogénèse et la P SA - NCA M
T ém
[ Surr - ]
[ Surr - ] +[ P ast]
P rolifération
160
140
( nb/mm²)
D ensité de cellules B R D U - I R
***
180
120
100
80
60
40
20
0
( R odriguez et al., 1999)
[ Surr - ] + [ E au]
[ Surr - ] +[ P ast] +[ E au]
A gonistes des récepteurs aux corticostéroïdes :
E ffets sur la neurogénèse
T émoin
[ Surr - ]
[ Surr ] + [ T ype I ]
( A ldostérone)
-
[ Surr - ] + [ T ype I I ]
( R U 28362)
I mmunohistochimie
E ffets des agonistes des récepteurs aux corticostéroïdes
( M ontaron et al., 2002)
D ensité de cellules B rdU - I R
P rolifération
350
T ém
300
[ Surr - ]
250
[ Surr - ] +
200
[ A ldo]
**
[ Surr - ] +
150
100
50
0
**
[ R U 28362]
Mode d’action de la corticostérone ?
(GD spécifique)
P as de récepteurs aux
corticostéroïdes identifiés !
Le glutamate ?
L’ I GF - I ?
corticostéroïdes
Le glutamate
•
A fférences enthorinales
•
R écepteurs NM D A sur :
les cellules granulaires
les astrocytes
Agoniste
Antagoniste
( Cameron et al., 1995)
Corticostérone et glutamate
( Cameron et al., 1998)
M K - 801 Cortico
0
S
[ H 3]
Surr-
[ H 3]
0
4h
**
10
Densit �de cellules [
Cortico
**
Tém
Surr -
8
6
4
2
0
Sal
MK-801
S
3h
3
H]
Tém
NM D A
Sal
NMDA
Corticostérone et glutamate
corticostéroïdes
A fférences entorhinales
 Glutamate
-
NM D A
L’axe gonadotrope
Hypothalamus
GnRH
+
M ale
P ro.E
E strus
Hypophyse
Gonadotropines
+
Ovaires
( T anapat et al., 1999)
D i.E
Et le système sérotoninergique
témoin
( B rezun et D aszuta, 1999, 2000)
P CP A : p- chlorophenylalanine
5- H T P : 5- hydroxytryptophane
( B anasr et al., 2001)
En résumé :
Neurones 5- H T du raphé
sérotonine
?
•Stéroïdes néo- synthétisés dans le cerveau,
pour le cerveau, indépendamment des
HO
CHOLESTEROL
glandes endocrines.
O
O
•SynthétisésOSO
O
essentiellement HOpar les cellules gliales.
-3
PREG-S
- GA B A
R
PREGNENOLONE
(PREG)
O
+ GA B A R
Les
neurostéroïdes
•Concentrations élevées de certains neurostéroïdes dans la formation hippocampique.
A
O
PROGESTERONE (PROG)
A
O
HO
DEHYDROEPIANDROSTERONE
(DHEA)
HO
H
•Neuromodulateurs agissant essentiellement sur les récepteurs GA B A A .
O
5α-DHPROG
O
OSO
-3
DHEA-S
HO
H
3α,5α -THPROG
(ALLOPREGNANOLONE)
I nfluence du sulfate de P regnenolone ( S- P reg)
( M ayo et al., 2006)
Densit �de cellules BrdU- I R
Sal
Preg-S
200
***
160
S olvant
S - Preg
120
***
80
40
0
1 j our
3 sem
Le muscimol bloque l’action du S-Preg sur la
neurogénèse hippocampique.
I nfluence de l’allopregnanolone ( A lloP )
( M ayo et al., 2006)
En résumé :
Cellules hippocampiques
neurostéroïdes
GABA
R égulation de la neurogénèse
 Cortico, O estro
 Glut, Séro
S- P reg
 I GF - I
P rolifération
 I GF - I
M igration et
D ifférenciation
 B D NF
Survie / M ort
Neurogénèse
R égulation de la Neurogénèse chez l’adulte «jeune»
Neurogénèse
Corticostérone
E stradiol
MA I S
Sérotonine
Glutamate ( NM D A )
GA B A ( neurostéroïdes)
«
M odalité »
 ( GD , - )
prolifération
 ( GD , SV Z )
prolifération

 ( GD , SV Z )
prolifération
 ( GD , ?)
prolifération
 ( GD , ?)
prolifération
NO
 ( GD , SV Z )
Noradrénaline ( A D )
O piacés ( morphine)
 ( GD , - )
 ( GG, - )
prolifération
prolifération
prolifération