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  Neuvir


  Responsable : DUBOIS-DALCQ Monique (mdalcq@pasteur.fr)


  resume

 

Cette Unité est organisée en 5 groupes de recherches
En neurovirologie/neuroimmunologie, nous avons démontré
(1) l'infection persistante par le poliovirus dans la moelle spinale de souris dont les neurones infectés meurent par apoptose; in vitro, les mutants persistants montrent des altérations de l'entrée du virus dans la cellule
(2) l'existence d'un nouveau récepteur du virus de la rage (N-CAM); l'infection rabique de la souris peut causer l'apoptose des lymphocytes in vitro et, au cours de l'encéphalite virale, des lymphocytes en apoptose sont observés dans le cerveau; de plus l'encéphalite virale cause une perte de la capacité des splénocytes à produire des cytokines TH1; la base immunologique des vaccins antirabiques a été analysée.
(3) la signalisation de la chemokine alpha SDF-1 exprimée par les neurones du SNC et les effets biologiques de son attachement au récepteur CXC-R4 sur ces neurones.

En neurobiologie, nous étudions
(1) l'origine et le développement des oligodendrocytes qui synthétisent la myéline dans le système nerveux central ainsi que leur régénération au cours des maladies démyélinisantes. En particulier, nous analysons les signaux qui induisent la genèse des oligodendrocytes à partir des cellules souches neurales multipotentielles . Notre intérêt s'étend a l'étude de la pathogenése de l'adrenoleukodystrophie.
(2) les connexines, une famille multigénique de protéines qui forment ls canaux intercellulaires responsables de la communication directe entre cellules. En particulier, on s'attache à définir les mécanismes cellulaires et moléculaires des maladies associées aux mutations des connexines. Les connexines exprimées dans la rétine sont aussi caractérisées sur le plan moléculaire et fonctionnel.



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L'infection persistante du poliovirus (F. Colbère-Garapin)

Les entérovirus peuvent persister chez l'individu immunodéficient, en particulier chez certains individus agammaglobulinémiques, l'infection pouvant être inapparente pendant plusieurs années avant qu'une maladie chronique se déclare éventuellement .Des études récentes ont montré que ces individus immunodéficients peuvent être porteurs du poliovirus (PV) et l'excréter pendant plus de dix ans.
Le poliovirus est l'agent étiologique de la poliomyélite paralytique. C'est l'entérovirus humain le mieux caractérisé au niveau de sa structure, de son génome et de son mode de multiplication. Il est donc utilisé comme modèle des entérovirus. Après avoir montré que le PV peut établir une infection persistante dans des cellules humaines d'origine neuronale en culture, nous avons développé différents modèles d'infections persistantes dans des cellules nerveuses ou non-nerveuses, et poursuivons l'étude de leurs mécanismes moléculaires.
Au cours de l'infection persistante des cellules humaines de neuroblastome IMR-32 par le PV, des virus mutés (PVpi) sont sélectionnés. Certaines mutations des PVpi affectent des acides aminés de la capside localisés dans des régions impliquées dans les interactions avec le récepteur cellulaire (PVR, ou CD155). Ceci nous a amenés à étudier le PVR exprimé par les cellules au cours de l'infection persistante. Le PVR est une protéine de la superfamille des immunoglobulines, qui comporte trois domaines extracellulaires, une région transmembranaire et une région cytoplasmique; seul le premier domaine extracellulaire interagit directement avec le PV. Dans l'ARNm des cellules IMR-32 infectées de manière persistante nous avons identifié, de manière répétée, des mutations situées exclusivement dans une région correspondant au premier domaine du PVR (N. Pavio et coll., Virol., 2000, 274, 331-342). Ces mutations ont été introduites individuellement dans le gène PVR cloné et les gènes PVR ainsi mutés ont été transfectés dans des cellules PVR-négatives. Nous avons montré que les mutations du PVR confèrent une résistance partielle à la lyse induite par une souche sauvage de PV. L'adsorption du virus sur ces récepteurs mutants n'est pas modifiée mais en revanche, il y a une diminution de l'efficacité des changements de conformation de la capside médiés par le récepteur (collaboration avec le groupe de B. Blondel et T. Couderc). Ceci suggère que la décapsidation induite par les récepteurs mutants est peu efficace.
Ces travaux ont été poursuivis en utilisant deux souches de PV portant des mutations ponctuelles de PVpi (sélectionnées aussi bien dans les cellules de neuroblastome que dans les cellules de cerveau fœtal humain). Après infection, les cellules murines exprimant les formes mutées du PVR sont plus résistantes à la lyse que les cellules exprimant le PVR des cellules IMR-32, indépendamment du virus. La cinétique d'adsorption de chacun des deux virus mutants sur le récepteur exprimé par les cellules IMR-32 est semblable à celle du virus sauvage, mais les changements de conformation de la capside induits par le récepteur diffèrent suivant la souche virale. Le mécanisme moléculaire du maintien de l'infection persistante dans les cellules de neuroblastome fait donc intervenir une co-évolution virus-cellules et une modification des interactions virus-récepteur.

Les PVpi sélectionnés dans les cellules neuronales humaines sont, contrairement à leurs souches parentales, capables d'établir des infections persistantes dans des cellules non-nerveuses. Nous avons identifié les déterminants viraux impliqués dans ce phénotype. Un seul déterminant est parfois suffisant pour conférer à un virus lytique la capacité d'établir des infections persistantes dans les cellules non-nerveuses HEp-2, mais l'association de plusieurs mutations a un effet synergique. Certains mutants persistants subissent après l'adsorption sur le récepteur un changement de conformation atypique de la capside, ce qui génère une particule intermédiaire qui pourrait retarder l'entrée du génome viral dans la cellule. Nous approfondissons l'étude des premières étapes de l'infection cellulaire, en utilisant du récepteur soluble purifié (collaboration avec A. Nomoto et M. Arita (Tokyo)).

J. Martin (N.I.B.S.C., Angleterre) a fait une première caractérisation des souches de poliovirus ayant persisté deux ans chez une femme hypogammaglobulinémique, restée asymptomatique (J. Martin, et coll. J. Virol. 2000, 74, 3001-3010). Ces souches dérivent de la souche vaccinale de type 3 Sabin 3. Il est intéressant de remarquer que certaines mutations sont identiques, ou très voisines de celles que nous avons mises en évidence dans le génome de PVpi persistant dans les cellules humaines de neuroblastome (G. Duncan et coll., Virol., 1998, 241, 14-29). La persistance du PV n'a jamais été étudiée dans un système in vitro de cellules intestinales humaines. Pour comprendre les mécanismes de persistance du PV dans l'intestin humain, nous développons un modèle en collaboration avec Javier Martin, utilisant les isolats de la patiente hypogammaglobulinémique et des cellules intestinales humaines. Ces travaux doivent permettre d'évaluer l'importance relative des déterminants viraux et cellulaires dans l'infection persistante.


Le poliovirus comme modèle d'étude des interactions virus-cellules nerveuses : apoptose et persistance (B. Blondel et T.Couderc).

Les virus neurotropes peuvent persister dans le système nerveux central après la phase aiguë de l'infection et engendrer de nouvelles pathologies plusieurs années après l'infection initiale. Le poliovirus, virus de la famille des Picornaviridae, est l'agent étiologique de la poliomyélite. Il est actuellement l'un des virus neurotropes le mieux caractérisé. Les patients ayant développé une poliomyélite paralytique présentent, plusieurs décennies après la phase aiguë de la maladie, une nouvelle pathologie appelée syndrome post-polio qui se caractérise notamment par de nouvelles atrophies musculaires lentement progressives. L'hypothèse d'une infection persistante de la moelle épinière par le poliovirus a été émise pour expliquer cette pathologie.

Nous avons précédemment développé un modèle murin d'infection expérimentale par le poliovirus qui nous a permis de montrer que le poliovirus persiste dans le système nerveux central des animaux paralysés. Nous avons également montré que la persistance du poliovirus pourrait être due, au moins en partie, à une inhibition de la synthèse du génome viral dans le système nerveux central. Par ailleurs, au cours de la phase aiguë de la poliomyélite, nous avons mis en évidence que les neurones moteurs sont détruits par un processus apoptotique.

Nous avons récemment développé un modèle de culture primaire, mixte, de cellules nerveuses murines nous permettant d'étudier les mécanismes moléculaires de l'apoptose induite par le poliovirus dans les cellules nerveuses. Nous étudions à présent le rôle des interactions du poliovirus avec son récepteur cellulaire (CD155) et celui des signaux de transduction dans l'induction de l'apoptose versus la persistance. Nous analysons notamment l'activation des caspases et les dysfonctionnements mitochondriaux ainsi que l'activation de NF-k
B suite aux interactions poliovirus/CD155.
Enfin, les souris paralysées suite à l'infection par le poliovirus sont un modèle pertinent pour étudier les processus conduisant à la régénération des muscles paralysés suite à une infection virale des neurones moteurs.


L'infection par le virus de la rage (M. Lafon)

(1) Mise en évidence d'un nouveau récepteur pour le virus rabique

En faisant l'hypothèse que la susceptibilité à l'infection rabique des lymphocytes, à la surface desquelles le virus se lie, avait pour origine l'expression d‘un récepteur pour le virus, nous avons recherché parmi les molécules de surface connues, quelles étaient celles dont la présence corrélait avec la susceptibilité au virus de la rage. La comparaison de la nature des molécules exprimées à la surface de cellules susceptibles ou non susceptibles à l'infection par le virus, nous a permis de proposer que NCAM (Neural Cell Adhesion Molecule) puisse être ce récepteur

La caractérisation du rôle de NCAM comme récepteur pour le virus de la rage a été établie sur la base des expériences suivantes  :
1. l'incubation de cellules permissives avec du virus de la rage diminue l'expression de NCAM à leur surface (cytofluorimétrie et microscopie) mais pas celle d'autres protéines de surface comme CD49f (chaîne alphade l'intégrine 6). Cette régulation, proportionnelle à la dose du virus, est spécifique du virus de la rage puisque qu'elle n'est pas obtenue par un traitement avec du virus de la vaccine.
2. l'infection est bloquée à la fois par le sulfate d'héparine, le ligand naturel de NCAM, et aussi par des anticorps spécifiques de NCAM
3. l'incubation du virus de la rage avec du NCAM soluble, mais pas avec la laminine, une molécule de la matrice extra-cellulaire, neutralise le pouvoir infectieux du virus. Le traitement avec NCAM est sans effet sur le pouvoir infectieux du virus de la vaccine. La courbe d'effet dose de neutralisation, de nature sigmoïde, s'accorde avec l'organisation à la surface du virion des glycoprotéines rabiques cible du récepteur sous forme de polymères.
4. la transfection de cellules résistantes, par une des isoformes de NCAM est suffisante pour restaurer jusqu'à 50% de leur susceptibilité.
5. les cultures de neurones primaires de souriceaux invalidés pour le gène NCAM (KO) ne sont pas permissives à l'infection rabique à la différence des cultures de neurones primaires issus de souriceaux de type parental
6. les souris adultes invalidées pour le gène NCAM présentent, lorsqu'elles sont infectées par le virus de la rage, un délai de survie en comparaison des souris de type parental.

L‘ensemble de ces résultats constitue un faisceau d'évidences qui permet de proposer que NCAM exprimée aussi bien à la surface des lymphocytes activés (elle porte alors le nom de CD56) qu'à la surface des neurones ou au niveau des jonctions neuro-musculaires puisse être un nouveau récepteur pour le virus de la rage

Le virus de la rage aurait ainsi deux récepteurs : le récepteur nicotinique à l'acetylcholine, l'AChR, et NCAM. Il reste à établir si ces deux molécules agissent comme des co-récepteurs, ou si, par leur répartition différentielle au niveau du système nerveux, ils ne constituent pas deux voies d'entrée distinctes. Nous envisageons que la différence de pathologie des souches de virus rabique puisse refléter une utilisation différente des deux récepteurs. Nous faisons l'hypothèse que les souches pathogènes seraient capables d'utiliser les deux récepteurs à la différence des mutants de pathogénicité atténuée qui n'en utiliseraient qu'un seul.


(2) Apoptose des lymphocytes infectés par le virus de la rage

Après avoir montré que les lymphocytes infectés par les souches de virus de la rage atténuées (utilisées pour la vaccination orale des renards) entraient en apoptose (Thoulouze et al 1997), nous avons cherché à caractériser les signaux responsables de l'entrée en apoptose et les effets que l'apoptose pouvait avoir sur le cycle viral et sur la réponse vaccinale.

Nous avons démontré que le seul contact du virus avec la membrane de la cellule n'était pas suffisant pour induire l'apoptose, mais, par contre, que les phases ultérieures du cycle viral étaient indispensables au processus. En effet, l'apoptose ne commence à être détectée que 18h après l'infection, lorsque la protéine G virale commence à s'accumuler dans le cytoplasme de la cellule, alors que la protéine N s'y accumulait depuis la dixième heure après infection. La concomitance entre l'entrée en apoptose et l'accumulation de la G dans le cytoplasme pourrait indiquer que l'accumulation de protéine G soit le signal initiateur de l'apoptose.

L'apoptose rabique fait intervenir des caspases, aussi bien de type ICE que caspase plus tardive comme caspase 3, comme le montre la capacité des peptides inhibiteurs de caspases DVED, YVAD et ZVAD, à réduire l'apoptose induite par le virus de la rage. L'activation des caspases 1, 3 et 8 a été mise en évidence par cytofluorimétrie en utilisant les substrats fluorescents de ces différentes caspases. L'activation de la caspase 8, (voies d'induction par Fas et le récepteur au TNF) s'accompagne d'une up-regulation de Fas dans les premiers jours de l'infection. L'apoptose rabique ferait donc intervenir des voies dites caspase et Fas dependente.
L'apoptose induite par le virus de la rage est bloquée par la sur-expression de Bcl-2 comme le montre l'absence d'apoptose dans les cellules Jurkat transfectées par le gène Bcl-2 (don de Nicole Israël, Unité de Biologie des Rétrovirus, Institut Pasteur) bien que celles-ci soient aussi susceptibles à l'infection rabique que les cellules non transfectées.
Qu'une voie d'apoptose de type Fas dépendante soit bloquée par Bcl-2 permet d'envisager que celle ci soit de type II.
L'apoptose rabique ne perturbe pas la production du virus de la rage par les lymphocytes dans la première semaine de la culture (phase aiguë de l'infection). L'apoptose a pour conséquence de libérer une grande quantité de protéine N (Lafon et al, 1998). Cette protéine qui est un superantigène (Lafon et al, 1992, 1994) est dotée de propriétés adjuvantes dont nous avons démontré l'effet à l'égard d'une vaccination hétérologue (Astoul et al, 1996) mais qui est aussi effective comme adjuvant dans la vaccination antirabique (Dietzschold et al, 1987, Montano-Hirose et Lafon, 1995). Nous pensons donc que le mécanisme de l'infection des lymphocytes suivie de leur apoptose puisse être, non pas un phénomène immunosuppresseur, ni même neutre comme il est souvent proposé, mais, être au contraire, un phénomène qui permet l'amplification de la réponse immune. Ce processus pourrait participer à la très grande efficacité des vaccins rabiques atténués utilisés pour la vaccination orale des renards (voir paragraphe suivant).


Si la majeure partie de la population de lymphocytes infectés par le virus de la rage meure par apoptose au cours de la première semaine, une fraction survit et une infection persistante s'établit.
L'établissement de la persistance s'accompagne d'une surexpression de la protéine Bcl-2 et d'une répartition d'antigènes viraux particulière. Cette repartition d'antigènes viraux est la même que celle observée dans les Jurkat transfectées avec Bcl-2, suggérant que Bcl-2 perturbe le trafic intracellulaire des antigènes viraux (protéines G et N).


(3) Bases immunologiques de l'efficacité des vaccins antirabiques atténués (du type de ceux distribués sous forme d'appât pour vacciner les réservoirs de la faune sauvage)

Les vaccins antirabiques oraux utilisés en Europe ont permis, en vaccinant les réservoirs sauvages, qui en Europe sont essentiellement constitués de renards, d'éradiquer la rage d'Europe occidentale. Ces vaccins, distribués sous forme d'appât, sont constitués de particules virales vivantes dont la pathogénicité est atténuée. La grande efficacité de ces vaccins pourrait simplement résulter de leur capacité à amplifier leur charge antigénique par réplication dans les macrophages et les lymphocytes. Toutefois, nous avons établi in vitro que l'infection des lymphocytes induit leur mort par apoptose. Il est donc difficile d'admettre qu'un vaccin qui induit la mort des lymphocytes qu'il infecte puisse être dans le même temps fortement immunogène. Nos résultats permettent de proposer que le pouvoir protecteur des vaccins antirabiques vivants résulte de la conjonction de 5 propriétés :
1) le virus n'infecte qu'une fraction des lymphocytes
2) l'apoptose est un phénomène qui intervient trop tardivement dans le cycle viral pour diminuer la propagation et l'amplification de la charge virale
3) l'apopotse libère des antigènes viraux comme la protéine N et la nucléocapside dont les propriétés d'adjuvant de vaccination liées à leur propriété de superantigènes sont bien documentées
4) les corps apoptotiques absorbés par les cellules dendritiques sont une source importante d'antigènes efficacement présentés au système immunitaire
5) les lymphocytes infectés produisent des cytokines comme l'INF-gamma.
C'est de l'ensemble de ces propriétés que les vaccins antirabiques de la famille ERA et ses dérivés pourraient tirer leur extrême efficacité (Lafon et al, 1999, sous presse)


(4) Immunosuppression et encéphalite virale

Certaines infections virales du système nerveux sont capables, par l'immuno-suppression qu'elles induisent, d'accroître la susceptibilité de l'organisme à des infections secondaires d'origine virale, bactérienne ou parasitaire. En utilisant un modèle d'encéphalite virale, celui de l'infection du système nerveux de la souris par la souche CVS du virus de la rage, nous avons cherché à préciser la nature de l‘immuno-suppression périphérique induite. Pour cela, nous avons cherché au cours de l'infection 1) à déterminer par phenotypage des tissus lymphoïdes périphériques à l'aide d'anticorps dirigés contre les marqueurs CD4/CD8, CD69, CD2, CD11, NK, quelle était la nature des populations lymphocytaire touchées et 2) à évaluer la capacité ex vivo des splenocytes à produire des cytokines (IL-2, IL-4, IFN-gammat TNF-alpha) par la technique de détection des cytokines intra-cellulaires. La capacité de l'organisme souffrant d'une encéphalite virale à se défendre contre une infection secondaire a été mimée en comparant les réponses ex vivo des splenocytes de souris infectées et non-infectées, au contact d'un mitogène (ConA) ou à celle de lipo-saccharides bactériens (LPS). Pour cela, la production des cytokines intra-cellulaires et leur sécrétion après 48 et 72h de culture (IL-4, 5, 6, 10, 12, TNF-alpha et INF-gamma) ont été mesurées dans des cultures de splenocytes stimulées soit par de la ConA soit par du LPS. Nos résultats indiquent qu'en plus de la perte de cellularité des organes lymphoïdes, l'encéphalite rabique induit un état d'immuno-suppression qui se caractérise par une perte de la capacité des splenocytes à produire des cytokines, surtout celles de type TH1, et oblitère sévèrement la réponse à la ConA alors que la réponse au LPS est préservée. Ces résultats suggèrent que l'impact sur le système immunitaire d'une infection virale du système nerveux est sélectif.


(5) Perturbations immunologiques du système nerveux infecté par le virus de la rage.

Les moyens thérapeutiques dont nous disposons pour combattre les encéphalites virales, comme celles causées par le virus de l'Herpès sont souvent inefficaces voir inexistants. Notre but est de proposer de nouvelles approches thérapeutiques de ces affections en exploitant les mécanismes naturellement mis en œuvre par le système nerveux et le système immunitaire pour juguler une infection par une souche virale de pathogénicité atténuée.
Il est acquis que les règles qui réglent le fonctionnement du système immunitaire au niveau du système nerveux sont différentes de celles qui opérent au niveau du système immunitaire global. Et qu'en cela il s'agit d'une particularité régionale au même titre que l'immunité mucosale. L'ensemble des règles très particulières qui régissent le l'accès au système immunitaire et son fonctionnement au niveau du système nerveux (moelle épinière, œil et cerveau) font de ces organes un site " immun privilégie ". Le CNS est immunitairement privilégié parce qu'il est à l'abri de la réponse immunitaire qui pourrait être délétère pour son fonctionnement. La présence d'une barrière hémato méningée imperméable aux anticorps et aux cellules immunitaires non activées , l'existence de mécanismes qui diminuent la présentation antigénique, ou qui induisent l'apoptose des cellules activées qui elles peuvent passer la barrière, sont autant de mécanismes qui limitent le fonctionnement du système immunitaire au niveau du système nerveux. Cet effet protecteur peut néanmoins se retourner contre l'hôte lorsque le système nerveux est le siège d'une infection, puisqu'alors le système nerveux ne peut pas bénéficier des effets bénéfiques d'une réponse T aboutissant par exemple à la destruction des cellules infectées. Néanmoins, dans de nombreuses infections virales, le privilège est levé et donc modulable. Dans d'autres, il est maintenu. Nous faisons l'hypothèse que lors d'une attaque par une souche virale de faible pathogénicité, l'organisme est capable de contrôler l'infection parce que d'une part les cellules du système nerveux développent des stratégies protectrices (interféron, gène de contrôle de l'apoptose, facteurs neurotrophiques) et parce que, d'autre part, le système immunitaire est capable d‘agir au niveau du système nerveux. Au contraire, au cours d'une infection par une souche de forte pathogénicité, les mécanismes de protection cellulaire sont inopérants et le système immunitaire est paralysé.


Nous comparons les réponses cellulaires et immunitaires déclenchées par des souches virales de pathogénicité forte et faible afin d'identifier les facteurs protecteurs naturellement mis en action par l'hôte pour ensuite les utiliser à des fins thérapeutiques


(6) Résistance du privilège immun selon la pathogénicité virale

Nous faisons l'hypothèse que les virus de rage de faible pathogénicité induisent une diminution du privilège immun, et donc une réponse immunitaire forte au niveau du système nerveux et qu'au contraire, les virus de forte pathogénicité, n'induisent pas de réponse immunitaire dans le CNS, c'est à dire qu'ils renforcent ou conservent le privilège immun du système.
Au laboratoire, en utilisant des virus de rage de pathogénicité forte (CVS, Challenge Rabies Virus) ou faible (PV, souche Pasteur Virus ), et des souches de souris immuno-compétentes ou déficientes en réponse T (nude) nous avons comparé les paramètres immunitaires (mesure des cytokines et des chemokines par RT-PCR semi quantitative, ainsi que mesure des cytokines produites par ELISA ) et des cellules infiltrantes, dans ces deux types d'infection.
Nous avons montré que les deux virus induisaient une forte inflammation du CNS (chimiokines, et cytokines) et aussi par une infiltration de lymphocytes CD4 et CD8, mais que celle ci n'etait que transitoire dans une infection par la souche pathogènes alors qu'elle était soutenue et même augmentait avec le temps pour l'infection par la souche de pathogénicité atténuée. La détection des CD4 était transitoire, et celle des CD8 plus soutenue dans le temps.
Le rôle des lymphocytes T dans le contrôle de l'infection a été mis en évidence par
l'utilisation de souris Nude.
Lorsque ces souris ont été injectées par la souche PV qui n'induit qu'une faible pathogénicité chez la souris immunocompétente, les souris ont succombé à l'infection et ont développé une pathologie de type encéphalite similaire à celle observée avec la souche CVS. L'intervention bénéfique des lymphocytes T a été confirmée par le déclenchement à nouveau d'une encéphalite grave lorsque la souche PV a été injectée à des souris immunocompétentes mais dépourvues de lymphocytes CD8 par un traitement anticorps et complément. Ceci indique que la réponse immunitaire T assure le contrôle de l'infection, lorsque l'infection résulte d'une souche peu pathogène.
La pathogénicité chez les souris nude injectées avec la souche encéphalitogène, CVS, a été la même que chez les souris compétentes. Ceci indique que la réponse T est inopérante lors d'une encéphalite rabique. Les mécanismes qui rendraient les T inopérants sont en cours d'étude.
L'ensemble de ces résultats permet de conclure que les deux souches de virus se distinguent par leur capacité à déclencher une réponse immunitaire au niveau du système nerveux. Ils confirment l' hypothèse de départ selon laquelle les virus de forte pathogénicité seraient capables de passer inaperçus sans doute par conservation du privilège immun, alors que les virus de faible pathogénicité induiraient une forte réaction du système immunitaire même au niveau du système nerveux. Les virus de faible pathogénicité seraient donc capables de moduler la force du privilège immun. Ils constituent en cela des outils d'étude très intéressants permettant de comprendre comment il serait possible de manipuler le privilège immun.


Développement et régénération de la myéline (M. Dubois-Dalcq et al)

La myéline permet la conduction rapide des influx nerveux le long des faisceaux axonaux et est essentielle à la plupart des fonctions motrices, sensorielles et intégratrices du système nerveux. Cette membrane multilamellaire est synthétisée par les oligodendrocytes dans le système nerveux central. La myéline est attaquée au cours des maladies démyélinisantes d'origine génétique, virale ou autoimmune.
Nous étudions comment les oligodendrocytes sont engendrés à partir des cellules souches du système nerveux central chez les rongeurs et l'homme. Pour ce faire, nous propageons les cellules souches neurales multipotentielles du cerveau qui peuvent engendrer des astrocytes, neurones et oligodendrocytes. Nous investiguons la nature des signaux qui induisent le destin oligodendrocytaire dans ces cellules et leur migration. Ces processus sont importants aussi pour la régénération de la myéline chez l'adulte comme le montre des expériences de transplantation de précurseurs capables de réparer la myéline lésée. Nous étudions aussi la physiopathologie d'une maladie génétique de la myéline, l'adrenoleukodsytrophie.
Un autre sujet- dérivé de notre intérêt dans les interactions du VIH avec les cellules du systeme nerveux central est l'étude du rôle d'une chemokine alpha, SDF-1 et sa signalisation au cours du développement du système nerveux central.
Les résumés de ces travaux depuis 2000 sont présentés dans la partie anglaise du rapport


Etude des mécanismes cellulaires et moléculaires des maladies associées à des mutations de connexines. (Roberto Bruzzone)

Au cours des dernières années des associations entre connexines mutées et pathologie humaine ont été mises en évidence. La forme liée à l'X de la maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMTX) est associée à des mutations du gène codant pour la connexine32 (Cx32). Nous supposons que des signaux spécifiques entre l'axone et la région péri-nucléaire de la cellule de Schwann permettent l'expression continue de gènes de la myéline et que la présence de canaux formés par la Cx32 est indispensable à la propagation de ces signaux dans la cellule de Schwann. Nous avons démontré que certaines mutations entraînent une perte totale de la capacité de former des canaux fonctionnels tandis que d'autres sont capable d'induire des courants macroscopiques comme la Cx32 sauvage. Nous envisageons d'exploiter cette différence pour caractériser le défaut moléculaire responsable du CMTX. Plus récemment, il a été démontré que la forme plus la fréquente de surdité non-syndromique est associée à des mutations du gène codant pour la Cx26. Nous allons tester la capacité de différentes mutations humaines à former des canaux intercellulaires. Ces expériences devraient nous permettre d'établir la base physiologique des altérations produites par les mutations découvertes chez les patients atteints de surdité non-syndromique.
Identification de connexines dans le système nerveux central et étude de leur rôle dans le développement des oligodendrocytes à partir de cellules souches. Le but de cette recherche est l'identification de connexines au cours de la différenciation des progéniteurs des oligodendrocytes et l'analyse de l'implication de cette voie de communication intercellulaire dans la détermination du phénotype oligodendrocytaire. Notre hypothèse est que le passage de signaux par le biais des connexines est crucial pour coordonner la différenciation de groupes de cellules souches neurales. Cette approche devrait nous permettre de caractériser de nouvelles connexines, dont le rôle sera établi par l'inactivation du gène chez la souris.
Synapses électriques et vision: caractérisation moléculaire et fonctionnelle de connexines exprimées dans la rétine. La rétine de mammifère est formée d'un ensemble de cellules neuronales diverses dont la plupart sont reliées par les canaux intercellulaires, véritables synapses électriques localisés dans les jonctions gap. Ces canaux participent aux connexions latérales entre les cellules de même type ou de type différent constituant ainsi un réseau dans lequel le signal peut diffuser largement. Nous avons cloné et caractérisé fonctionnellement trois nouvelles connexines exprimées préférentiellement dans la rétine de poisson et avons proposé que ces connexines constituent un nouveau sous-groupe de connexines "non-conventionnelles", la branche g
de la famille des connexines. La première connexine g
(Cx36) s'exprimant dans des cellule neuronales de la rétine de mamifères a été identifiée. Notre but est de caractériser toutes les connexines rétiniennes chez les mammifères, d'étudier leur expression et adressage cellulaire et d'établir une carte fonctionnelle des canaux intercellulaires qui relient les neurones de la rétine.

Légende de la photo :
Vue épicale d'entérocytes humains polarisés. L'actine de la bordure en brosse apparaît en rouge (marquage à la phalloïdine), et le récepteur du poliovirus en vert (marquage par immunofluorescence indirecte). Photo par L. Ouzilou.



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