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Version PDF      Neurovirologie et Régénération du système Nerveux


  Responsable : Monique Dubois-Dalcq (mdalcq@pasteur.fr)


  resume

 

L'unité centre ses recherches sur

I les infections du système nerveux, en particulier l'entrée des entérovirus neurotropiques dans l'organisme et l'infection persistante par le poliovirus dans la moelle spinale de souris. Un sujet récent est celui du mode de propagation des prions de la périphérie vers le système nerveux central

II Le Développement : communication/signalisation et régénération du système nerveux . les sujets concernent le développement et la régénération des cellules qui synthétisent la myéline, en particulier le contrôle moleculaire des migrations et de la différentiation des oligodendrocytes ainsi que le rôle des Récepteurs tyrosine phosphatase dans la fonction des cellules neurales et la régénération.

Enfin nous étudions la communication cellulaire par les connexines qui influence la différenciation des progéniteurs neuraux et les mécanismes cellulaires et moléculaires des maladies associées aux mutations des connexines.



  rapport

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I. les infections du système nerveux

A Poliovirus : Entrée des enterovirus dans l'organisme: étude de la transcytose du PV dans un modèle de la barrière intestinale. (F. Colbère et al.)

Il est admis depuis les années 50 que le PV franchit la barrière intestinale au niveau des plaques de Peyer. Le laboratoire d'Eric Pringault à l'Institut Pasteur a développé un modèle de différenciation de cellules M-apparentées, à partir de cellules intestinales humaines polarisées, grâce à la coculture avec des lymphocytes isolés de plaques de Peyer murines (Kernéis et al., Science, 1997, 277, 949). Ces cellules M-apparentées obtenues in vitro ont la propriété d'effectuer la translocation vectorielle de billes de latex et de bactéries pathogènes. Ce modèle qui mime la barrière intestinale in vitro est donc particulièrement approprié pour étudier l'implication des cellules M dans le franchissement de cette barrière par les entérovirus.

Nos résultats montrent que, suivant la souche virale utilisée, la transcytose du PV est 4 à 20 fois plus efficace à travers le modèle des cellules M qu'à travers les entérocytes absorptifs polarisés. Ce phénomène est dépendant de la température puisque la transcytose se produit spécifiquement à 37° et non à 0°. Ces résultats sont donc en faveur de l'hypothèse selon laquelle le PV franchit la barrière intestinale en traversant les cellules M des plaques de Peyer. Le modèle utilisé nous donne pour la première fois accès aux études moléculaires des premières étapes de l'infection de l'hôte.

Caractérisation de la particule 147S du poliovirus: un nouvel intermédiaire de décapsidation? (F. Colbère et al.)

Il a été précédemment montré dans le laboratoire qu'un poliovirus (PV) de type 3 porteur des deux déterminants VP213Leu et VP1290Asn établit des infections persistantes dans les cellules HEp-2, et par ailleurs, il subit des changements de conformation de la capside atypiques, même à 0°C, lorsqu'il interagit avec des cellules exprimant le récepteur au virus, CD155. Ces changements de conformation modifient le coefficient de sédimentation du virus qui est alors de 147S.

Les particules 147S, également obtenues avec certains mutants persistants de type 1, comprennent les 4 protéines de la capside, et en particulier la petite protéine virale interne VP4, et le génome viral. Une infectiosité élevée est associée à ces particules. L'apparition des particules 147S précède l'apparition des particules135S (dépourvues de VP4 et supposées être des intermédiaires de décapsidation) lorsque le mélange virus persistant-récepteur est incubé à 37°C, ce qui suggère que les particules 147S sont des précurseurs des 135S. De plus, à 0°C, les particules 147S apparaissent également comme des précurseurs des particules de 80S, qui sont des capsides vides. Ces résultats suggèrent qu'il y a décapsidation du virus à froid, suite à la seule interaction du virus avec du récepteur soluble purifié, à une concentration élevée. Ils nous amènent à proposer un nouveau modèle de décapsidation du virus.

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, un des virus neurotropes les mieux caractérisés, en est un excellent exemple. 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 avons montré que l'apoptose induite par le poliovirus implique, à la fois, l'activation de caspases initiatrices et un dysfonctionnement mitochondrial. De plus, les interactions du poliovirus avec son récepteur cellulaire (CD155) peuvent moduler l'apoptose induite par le poliovirus et cette modulation pourrait jouer un rôle dans l'infection persistante du poliovirus.

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.

B Maladie à prion Le groupe de Francoise Lazarini investigue la propagation du prion infectieux telle qu'elle est observée dans la variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob qui a emergé après l'épidémie d'encéphalite bovine spongiforme ainsi que les cas résultant de la contamination de l'hormone de croissance. En utilisant un modèle murin, nous étudions les cibles de l'agent infectieux parmi les cellules du système immun, notamment les cellules dendritiques et les macrophages. Nous explorons aussi l'effet de doses repétées sur la propagation du prion infectieux de la périphérie vers le système nerveux pour voir si ces doses subinfectieuses peuvent éventuellement induire cette maladie mortelle.

II. Développement : communication/signalisation et régénération du système

Le développement et la régénération des cellules qui synthétisent la myéline est un sujet très en rapport avec la sclérose en plaques et en particulier avec l'élaboration de futures thérapies de réparation de la myéline . Nous étudions comment les oligodendrocytes sont engendrés à partir des cellules souches du système nerveux central chez les rongeurs et l'homme. Avec les collaborateurs de notre réseau européen, nous investiguons le rôle des molécules permissives pour la migration des cellules souches neurales telles la forme polysialylée de NCAM, les alpha chemokines et les integrines. Nous utilisons le " genetic engineering " et des petites molécules agonistes pour accroitre la migration et les propriétés myelinisantes de précurseurs neuraux qui sont greffés dans des souris mutantes déficientes en myéline ou affectées par l' encéphalite allergique expérimentale, un modèle animal de la sclérose en plaques.

Récepteur tyrosine phosphatase, maladies neurodégénératives et reparation (Harroch et al).

L'activité du laboratoire est centrée sur la recherche des fonctions biologiques et des voies de signalisation activées par les récepteurs tyrosine phosphatases. Dans ce but, nous avons généré des souris déficientes en récepteur tyrosine phosphatase béta et gamma, deux RPTPs structurellement homologues mais exprimés dans des cellules différentes. En effet, alors que RPTPb est préférentiellement exprimé dans les cellules gliales, RPTPg est exprimé dans les neurones (Figure 1). Ces animaux génétiquement modifiés nous permettent de déterminer la fonction des RPTPs in vivo. Par exemple, les souris déficientes en RPTPb développent des crises d'épilepsie. Ces souris peuvent aussi servir de modèle d'étude de la sclérose en plaque car les cellules myélinisantes du système nerveux central, les oligodendrocytes, sont plus fragiles et meurent plus facilement dans des souris déficientes en RPTPb que dans des souris contrôles. Afin de guérir de telles lésions, nous nous intéressons aussi aux rôles des RPTPs dans le développement des cellules souches (neurosphères) et leur pouvoir réparateur lors de lésions de la moëlle épinière.

Enfin, nous voudrions déterminer les voies de signalisation spécifiques des RPTPs et celles, en particulier, qui pourraient alors être impliquées dans des maladies neurodégénératives.

Connexines et communication cellulaire (Bruzzone et al )

L'activité du laboratoire est centrée sur l'étude des connexines, une famille multigénique de protéines forment les canaux intercellulaires responsables de la communication directe entre cellules. Notre recherche s'articule en trois parties principales: (1) Etude des mécanismes cellulaires et moléculaires des maladies associées à des mutations de connexines; (2) Identification de connexines dans le système nerveux central et étude de leur rôle dans la différenciation des progéniteurs neuraux; (3) Synapses électriques et vision: caractérisation moléculaire et fonctionnelle de connexines exprimées dans la rétine

Le Dr Bruzzone est cette année en sabbatique à l'université de Heidelberg dans le laboratoire du Dr H Monyer ou il étudie les molécules impliquées dans le couplage/communication au sein des réseaux neuronaux

Photo 1 : Entérocytes polarisés ; l'actine de la bordure en brosse sur la face apicale des cellules est visualisée par la phalloïdine-alexa, en rouge, et CD155, récepteur du poliovirus, est visualisé par immunofluorescence indirecte avec un anticorps-FITC, en vert. CD155 est principalement localisé sur la face basolatérale des entérocytes. Expérience de K. Labadie. Collaboration avec le Centre d'Imagerie Dynamique.

Photo 2 Expression neuronale de RPTPg
Coupe saggitale d’un cerveau de souris RPTP g+/-.
A. Une souris génétiquement modifiée, portant en aval du promoteur de RPTPg le gène d’expression de la b-galactosidase, permet de suivre les cellules qui expriment RPTPg.
B. Un co-marquage des noyaux (Hoescht/ bleu), des neurones (NeuN/vert), des cellules gliales (GFAP/rouge) permet de démontrer l’expression de RPTPg dans les neurones de l’hippocampe.

Mots-clés: Poliovirus, infection persistante, apoptose, neurones, cellules souches neurales, oligodendrocytes, receptor tyrosine phosphatase, RPTP beta, remyelinisation, junctions Gap, connexines, maladies génétiques



  publications

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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  Aytac Dominique, (mdaytac@pasteur.fr)

Baran Corinne (cbaran@pasteur.fr)

Blondel Bruno, Chef de laboratoire,bblondel@pasteur.fr

Bruzzone Roberto, Chef de Laboratoire, bruzzone@urz.uni-hd.de, en détachement jusqu'en juillet 2003 ou 2004

Colbère-Garapin Florence, Chef de Laboratoire,fcolbere@pasteur.fr

Couderc Thérèse, Chargée de Recherche,tcouderc@pasteur.fr

Dubois-Dalcq Monique, Professeur, Chef d'Unité,mdalcq@pasteur.fr

Duval Nathalie, assistante de recherche IP en détachement jusqu'en février 2003,natoche@pasteur.fr

Harroch Sheila, Chargée de Recherche,sharroch@pasteur.fr

Lazarini Françoise, Chargée de Recherche,lazarini@pasteur.fr

Dziembowska Magdalena, stagiaire post-doctorale FENS puis Arsep en 2003,mdz@pasteur.fr

Franceschini Isabelle, stagiaire post-doctorale en CDD sur contrat EC,ifrances@pasteur.fr

Lambrianou Smaragda, étudiante en DEA,esmerald@pasteur.fr

Mitropoulou Georgia, étudiante en fin de thèse,georgiam@pasteur.fr

Rybner Catherine, stagiaire post-doctorale en CDD Biorad,crybner@pasteur.fr

Vacaresse Nathalie, stagiaire post-doctorale, bourse Pasteur-Weizmann,nvacares@pasteur.fr

Vitry Sandrine, stagiaire post-doctorale Arsep puis CDD sur contrat EC en 2003,svitry@pasteur.fr

Tham To Nam, ingénieur,ttham@pasteur.fr

Guivel-Benhassine Florence, technicienne supérieure,fguivel@pasteur.fr

Jacquemot Catherine, technicienne supérieure,jacquemo@pasteur.fr

Murray Kerren, technicienne supérieure,kmurray@pasteur.fr

Bellance Edmond, aide de laboratoire,ebellanc@pasteur.fr


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