Conditional inactivation of EIF2B5 gene in oligodendrocytes or astrocytes cell lineages in adult mice
Inactivation conditionnelle du gène EIF2B5 dans les lignées oligodendrocytaires ou astrocytaires chez les souris adultes
par Abed El Rahim BARK sous la direction de Odile BOESPFLUG-TANGUY
Thèse de doctorat en Neurobiologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le mercredi 18 décembre 2019 à Université de Paris (2019-....)

Sujets
  • Astrocytes
  • Astrocytes
  • Enfants de toxicomanes
  • Facteur-2B d'initiation eucaryote
  • Facteur-2B d'initiation eucaryote
  • Leucoencéphalopathies
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  • Oligodendroglie
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Mots clés
EIF2B5, Syndrome CACH, affections de la substance blanche, Myéline, Microglie, Stress du réticulum endoplasmique
Resumé
Vanishing white matter disease (VWMD) ou childhood ataxia with central nervous system hypomyelination (CACH) est une maladie démyélinisante autosomale récessive qui présente un spectre phénotypique hétérogène et qui est causée par des mutations autosomales récessives touchant les gènes qui codent pour les cinq sous-unités du facteur d'initiation de la traduction EIF2B. Cette maladie provoque des dévastations et raréfactions de la substance blanche cérébrale avec une morphologie atypique des astrocytes et des oligodendrocytes d'aspect spumeux. Plusieurs modèles ont été développés pour comprendre la pathophysiologie de la maladie et pour essayer de trouver des stratégies thérapeutiques. Dans notre étude, nous avons établi deux nouveaux modèles murins. Dans le premier, nous avons ciblé le gène eif2b5 dans les oligodendrocytes en utilisant la forme inductible par Tamoxifen de le Cre (CreERT2) exprimée dans un locus de la protéine oligodendrocyte-spécifique protéolipoprotéine (PLP) ce qui permet la délétion du gène au moment précis dans les oligodendrocytes (Plp-Cre-ERT2/Eif2b5fl/fl). (i) Dans les souris femelles adultes, nous avons observé, neuf semaines après induction, une perte significative du poids accompagnée d'une paraplégie aigue ; (ii) Les tests de comportement ont montrés une déficience de la coordination motrice et de l'activité locomotrice avec une perte de la force musculaire ; (iii) Au niveau histologique, nous avons observé une baisse du nombre des oligodendrocytes matures olig2+/CC1+ avec persistance voir augmentation du pool des immatures. D'autre part, nous avons observé une augmentation des astrocytes GFAP+ et des microglies Iba1+ dans le cortex avec un aspect réactif des deux types cellulaires, en plus d'une perte neuronale. (iv) La microscopie électronique a montré une tendance qui reste non significative à la baisse du nombre des axones myélinisés ; (v) L'analyse en RNAseq des cellules triées (MACS) sur des cerveaux de souris adultes a révélé l'activation des voies du stress chronique exclusivement dans les oligodendrocytes immature (O4+) et la reprogrammation de l'expression des gènes favorisant le maintien des cellules immatures et l'activation des voies de la neuroinflammation lors de l'entrée dans la phase symptomatique. Dans le deuxième modèle, nous avons ciblé le gène eif2b5 dans les astrocytes en utilisant le même système avec la Cre exprimée dans un locus de la protéine Glutamate-Aspartate Transporter (Glast) ce qui permet la délétion du gène au moment précis dans les astrocytes (Glast-Cre-ERT2/Eif2b5fl/fl) ce qui a permis d'avoir deux phénotypes distincts résultant de la présence ou non d'une copie de Glast dans les souris (Glast-Cre-ERT2+/-/Eif2b5fl/fl avec une copie de Glast présente et Glast-Cre-ERT2-/-/Eif2b5fl/fl avec absence totale de Glast). (i) Chez les femelles Glast-Cre-ERT2+/-/Eif2b5fl/fl traitées au Tamoxifen, nous n'avons observé ni perte de poids ni paraplégie ; (ii) au niveau histologique, nous avons observé une augmentation des astrocytes GFAP+ et des microglies Iba1+ avec un aspect réactif des deux types cellulaires, alors que les oligodendrocytes et les neurones n'ont pas été affectés, ceci contrastant avec les souris Glast-Cre-ERT2-/-/Eif2b5fl/fl chez lesquelles nous avons observé (iii) une perte significative du poids accompagnée d'une paraplégie spastique à six semaines après induction; (iv) une augmentation des astrocytes GFAP+ et des microglies Iba1+ dans le cortex avec un aspect réactif des deux types cellulaires, en plus d'une baisse du nombre des oligodendrocytes matures olig2+/CC1+ et d'une perte neuronale. L'ensemble de ces travaux souligne la susceptibilité des cellules oligodendrocytes en particulier immature au stress du RE chronique induit par un déficit d'EIF2B. Les astrocytes nécessitent plusieurs facteurs associés pour entrainer une souffrance neurologique aigue. Ils sont peut être plus impliqués dans la phase développementale et chronique.