Effets du PACAP et du VIP sur la différenciation neuronale des cellules souches embryonnaires de souris
Les cellules souches embryonnaires (ES) murines, de par leur capacité à se différencier in vitro en cellules nerveuses, représentent un modèle de choix pour l’étude des mécanismes des premières étapes du développement cérébral et ouvrent des perspectives de traitement des maladies neurodégénératives. Plusieurs protocoles utilisant des inducteurs de la différenciation ont été mis en place afin d’orienter les cellules ES dans la voie neuronale. Bien que divers neurotransmetteurs et neuropeptides, agissant via des récepteurs couplés aux protéines G, soient connus pour contrôler le développement du système nerveux, l’effet de telles molécules sur la différenciation des cellules ES a été très peu exploré. Le pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP), le vasoactive intestinal polypeptide (VIP) ainsi que leurs récepteurs sont exprimés très tôt au cours du développement. Les PAC1-R lient spécifiquement le PACAP, tandis que les VPAC1-R et VPAC2-R présentent des affinités similaires pour les deux peptides. Par ailleurs, il a été rapporté que l’effet prolifératif du PACAP et du VIP est relayé par l’activation des récepteurs PAC1 alors que les VPAC1-R seraient responsables de l’effet pro-différenciateur des deux neuropeptides. L’expression des canaux calciques est à l’origine de la genèse du signal électrique impliqué dans le fonctionnement du système nerveux indiquant leur rôle clé dans la différenciation neuronale. L’objectif de cette thèse était de déterminer les effets du PACAP et du VIP sur la différenciation fonctionnelle des cellules ES et de tester la capacité du composé X à induire un phénotype neuronal. Nos résultats montrent une inversion du profil d’expression des ARNm codant les récepteurs PAC1 et VPAC1. Les cellules ES expriment les MAP-kinases ERK1/2 et JNK. Le VIP favorise l’expression des gènes codant JNK après 8 jours de traitement. L’étude morphologique révèle que les deux peptides favorisent l’apparition de cellules bipolaires ainsi que la formation d’extensions neuritiques. L’analyse immunocytochimique indique que ces cellules bipolaires ont un phénotype neuronal. L’étude fonctionnelle montre que le PACAP et le VIP augmentent l’amplitude des courants sortants potassiques. Le PACAP intensifie l’immunoréactivité à la sous-unité de type T 1I, tandis que le VIP favorise l’apparition des sous-unités de type L 1C et D et de type N 1B. Par ailleurs, le PACAP et le VIP augmentent fortement l’amplitude des courants entrants calciques transitoires et le VIP induit généralement des courants soutenus suggérant que les peptides stimulent la traduction et/ou la maturation post-traductionnelle des canaux membranaires de type T et/ou L. Nos résultats sur l’effet pro-différenciateur du composé X indiquent que ce dernier facilite l’engagement des cellules ES dans la voie neuronale en favorisant le phénotype dopaminergique. L’ensemble de cette étude ouvre de nouvelles perspectives sur la maîtrise de la différenciation neuronale des cellules ES qui pourraient, à terme, contribuer au traitement des maladies neurodégénératives humaines.
Mots clefs : canaux calciques, courants potassiques, marqueurs neuronaux, ERK1/2, JNK.
Présentée le 28 septembre 2009
Laboratoire où a été préparée la thèse :
Inserm U413, EA 4310, Laboratoire de Différenciation et Communication Neuronale et Neuroendocrine, IFRMP 23, Université de Rouen, Place Émile Blondel, 76821 Mont-Saint-Aignan Cedex.
Nom du directeur de thèse: Drs Estelle Louiset et Hubert Vaudry
