Implication du PACAP et du tPA dans le contrôle de la migration des cellules en grain au cours du développement du cervelet
Au cours du développement du cervelet, les processus de migration cellulaire sont régulés par des facteurs tels que les neuropeptides et les protéines de la matrice extracellulaire (MEC). L’objectif global de cette étude était de caractériser les mécanismes impliqués dans le contrôle du développement du cervelet et en particulier d’étudier les rôles du PACAP et du tPA sur la migration des cellules en grain.
Dans des cultures de microexplants de cervelet, le PACAP (10-6 M) diminue de 2/3 la motilité des cellules en grain. Dans un modèle plus intégré de tranches organotypiques de cervelet de souris et de rat (P10), l’application de PACAP (10-6 M) réduit également d’environ 2/3 la vitesse de migration des cellules en grain au sein de la couche moléculaire (CM). L’action du PACAP est transitoire et une deuxième application de PACAP ne prolonge pas son action inhibitrice. L’application de PACAP (10-6 M) réduit également de 2/3 la vitesse de migration des cellules en grain au sein de la couche granulaire externe (CGE) mais est sans effet lorsque les cellules sont dans la couche des cellules de Purkinje (CP) ou dans la couche granulaire interne (CGI). La détection du PACAP endogène par immunohistochimie révèle un signal intense dans le cytoplasme et les prolongements des cellules de Purkinje et un marquage plus faible dans la couche granulaire interne (CGI). Le PACAP6-38 (10-6 M), un antagoniste du récepteur PAC1, n’a pas d’effet sur la migration des cellules en grain dans la CGE, la CM et la CGI mais stimule de 68% la vitesse de migration des cellules en grain au niveau de la CP.
Dans des cultures de microexplants, la motilité des cellules en grain n’est pas modifiée en présence de tPA (10-7 M), de plasminogène (substrat du tPA, 10-7 M) et du plasminogen activator inhibitor 1 (PAI-1, 10-7 M). La détection du tPA, par immunohistochimie, révèle un fort marquage dans la CP, la CGI et la substance blanche, et un signal plus faible dans la CM de rats (P10). Par ailleurs, l’application de tPA (10-7 M) sur des tranches organotypiques de cervelet ne module pas la vitesse de migration des cellules en grain dans la CM. En revanche, l’application de PAI-1 (10 7 M) réduit la migration des cellules en grain de 70% dans la CM, de 27% dans la CP et n’a aucun effet dans la CGI.
Dans les cellules PC12, le PACAP (10-7 M) stimule, via l’activation de la PKA et de la PKC, l’expression des ARNm du tPA avec un maximum de 6,8 fois observé après 6 h de traitement. Dans les cellules en grain, l’expression des ARNm du tPA est augmentée de 2,4 fois après un traitement de 3 h avec du PACAP (10-7 M). L’application de PACAP6-38 (10 6 M) bloque l’effet stimulateur du PACAP (10-7 M) sur l’expression du tPA. Une immunoréactivité de type tPA est détectée dans le cytoplasme et les prolongements des cellules en grain en culture. Après 10 h de traitement avec le PACAP (10 7 M), la libération du tPA par les cellules en grain en culture est augmentée de 3 fois. L’effet inhibiteur du PACAP sur la motilité des cellules en grain n’est pas modifié en présence de plasminogène ou de PAI-1 (10-7 M). Après 48 h de culture classique, le PACAP (10-7 M) favorise la survie des cellules en grain et cet effet est partiellement bloqué par le PAI-1 (10-7 M), suggérant que le tPA libéré participe à l’action neuroprotectrice du PACAP. Dans des conditions de milieu de culture défavorable, le tPA (10-7 M), contrairement au PACAP, exerce un effet neuroprotecteur sur les cellules en grain, qui est réduit de 17% en présence de PAI-1.
L’ensemble de ces résultats montre que le tPA favorise la migration des cellules en grain dans la CM via son activité protéolytique. Au niveau de la CP, le PACAP libéré par les cellules de Purkinje est responsable dans un premier temps de l’arrêt transitoire des cellules en grain puis stimulerait dans un deuxième temps la libération de tPA. Le tPA ainsi libéré induirait la reprise de la migration des cellules en grain dans la CP et serait responsable de l’effet neuroprotecteur du PACAP dans la CGI. A terme, notre projet de recherche pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques pour le traitement de pathologies affectant le développement du cerveau telles que la schizencéphalie, la lissencéphalie ou les ataxies.
Mots clés: cortex cérébelleux, migration cellulaire, PACAP, tPA
Présentée le 16 juin 2011,
Laboratoire où a été préparée la thèse : Unité Inserm 982, Différenciation & Communication Neuronale & Neuroendocrine (DC2N), Faculté des Sciences, Université de Rouen.
Plate-forme de Recherche en Imagerie Cellulaire de haute-Normandie (PRIMACEN), IFRMP23, Faculté des Sciences, Université de Rouen.
Nom du directeur de thèse: Mr H. Vaudry (Directeur) et Mr L. Galas (co-directeur)
