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     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

cale

Les enterovirus neurotropes.
Poliovirus et infection persistante : une difficulté sur le chemin de l'éradication de la poliomyélite paralytique (groupe de Florence Colbère-Garapin).

Une des conditions de l'éradication de la poliomyélite paralytique est de résoudre le problème posé par la persistance du poliovirus (PV) dans l'intestin de certains individus hypogammaglobulinémiques s'ils ont été vaccinés par les souches atténuées avant que leur immunodéficience soit connue. En effet, ces personnes peuvent être porteuses de virus ayant perdu le caractère atténué, et l'excréter pendant de nombreuses années. Pour élucider les mécanismes moléculaires de cette infection persistante, nous avons utilisé des systèmes in vitro de cellules intestinales humaines non différenciées ou différenciées en entérocytes polarisés. Ces cellules sont infectées par la souche vaccinale de PV Sabin 3 (S3), ou par des PV mutants dérivés de S3 et isolés d'une patiente hypogammaglobulinémique, ayant excrété ces mutants pendant deux ans (J. Martin et al., J. Virol., 2000, 74, 3001-10). Quatre clones de PV mutants isolés 36, 136, 442 et 637 jours après la vaccination de cette patiente ont été étudiés. Des infections dans les cellules non différenciées et les entérocytes polarisés ont été effectuées pour évaluer la capacité des virus mutants d'établir des infections persistantes. Le virus cloné correspondant au premier isolat (36 jours post-vaccination) est génétiquement très proche de la souche vaccinale et ce virus est lytique. En revanche, les autres clones viraux en sont plus éloignés et sont capables d'établir des infections persistantes dans les cellules intestinales, montrant que des déterminants viraux jouent un rôle crucial dans cette infection. Des déterminants cellulaires jouent également un rôle car les infections persistantes sont beaucoup plus fréquentes dans les cultures d'entérocytes polarisés que dans les cellules non différenciées. Les étapes précoces du cycle viral sont modifiées pour certains virus clonés. En particulier, l'adsorption des virus mutants persistants sur le récepteur cellulaire CD155 est moins efficace que celle des virus lytiques, ce qui contribue très probablement au mécanisme de l'infection persistante dans les cellules intestinales humaines.

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 façon intéressante, nos résultats indiquent que les interactions du poliovirus avec son récepteur cellulaire (CD155) peuvent moduler l'apoptose et cette modulation pourrait jouer un rôle dans l'infection persistante du poliovirus. Nous étudions actuellement les mécanismes moléculaires impliqués dans le dysfonctionnement mitochondrial suite à la fixation du poliovirus sur 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.

Maladie à prions. Le groupe de Francoise Lazarini étudie les mécanismes de propagation des prions depuis leur site d'entrée dans l'organisme jusqu'au système nerveux central, dans la variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ) liée à l'épidémie d'encéphalopathie bovine spongiforme (ESB) ainsi que dans la MCJ liée à l'hormone de croissance contaminée. En utilisant un modèle murin, nous recherchons les cibles du prion de l'ESB parmi les cellules du système immun, notamment les cellules dendritiques et les macrophages. Nous examinons aussi si l'injection de doses sous-infectieuse repétées et rapprochées de prions par voie périphérique a un effet cumulatif et peut induire cette maladie.

II Développement : communication/signalisation et régénération du système nerveux

Les processus sous-jacents au développement et la régénération des cellules myélinisantes sont abordés par l'étude du rôle des molécules contrôlant la migration des cellules souches neurales telles la forme polysialylée (PSA) de NCAM et les chemokines alpha (Dubois-Dalcq, Rougon, Matsas, Brustle et al, du réseau européen). Des precurseurs neuraux génétiquement modifiés pour exprimer de façon persistente PSA-NCAM démontrent des capacités accrues de migration in vitro et in vivo. Quand ces cellules greffées établissent contact avec des axones du cerveau de souris déficientes en myéline, elles perdent l'expression de PSA, ce qui permet la myélinisation. D'autre part, des cellules de Schwann surexprimant PSA-NCAM présentent des propriétés accrues de migration et entrainent une régénération anatomique et fonctionelle du nerf périphérique. Enfin, des peptides mimetiques de PSA sont des stimulateurs puissants des migrations neurales chez la souris adulte. Quant à la chemokine CXC-L12, sa signalisation par le CXCR4 entraine la migration non seulement des précurseurs neuraux et des interneurones issus du striatum embryonnaire mais aussi des précurseurs oligodendrocytaires. On peut donc envisager une pharmacologie de la migration pour favoriser la régénération du système nerveux.

Pathologies du système nerveux, signalisation et régénération (S. Harroch et al).

L'activité du laboratoire est centrée sur la mise en place de modèles murins de maladies neuro-dégénératives afin de développer des thérapies pharmacologiques et/ou cellulaires.

Dans ce but, nous utilisons des souris déficientes en récepteur tyrosine phosphatase (RPTP), un groupe de molécules exprimé sous formes transmembranaires et solubles, toutes très fortement exprimées dans le système nerveux central et périphérique. En particulier, nous avons généré des souris déficientes en RPTPβ/PTPζ et RPTPγ, deux RPTPs structurellement homologues mais exprimées dans des cellules différentes. En effet, alors que RPTPβest surtout exprimé dans les cellules gliales, RPTPγ est localisé dans les neurones

Ces animaux génétiquement modifiés nous ont déjà permis de mettre en evidence deux modèles de pathologies: l'épilepsie et la sclérose en plaque. Les souris déficientes en RPTPβ développent des crises d'épilepsie lors du vieillissement. Par ailleurs, les souris déficientes en RPTPβ restent paralysées après une lésion inflammatoire et sont incapables de régénérer les oligodendrocytes, nécessaires à la remyélinisation.

Prenant avantage des effets des RPTPβ sur la myélinisation et l'expression précoce de RPTPβ dans les cellules souches neurales, nous souhaitons générer des précurseurs neuraux modifiés avec des RPTPs ayant de fortes capacités de survie et de remyélinisation pour restaurer une myéline fonctionnelle, dans la perspective d'une thérapie cellulaire des maladies démyélinisantes .

Enfin, nous étudions les voies de signalisation régulées par ces phosphatases, en particulier, leurs substrats spécifiques afin de développer de futures approches thérapeutiques pharmacologiques par l'utilisation d'activateur ou d'inhibiteur de ces voies de signalisation.

Role fonctionnel des canneaux des jonctions serrés dans le cerveau ( R Bruzzone)

Voir texte anglais

Légende

Photo 1 : Expression neuronale de RPTPg :

Coupe saggitale d'un cerveau de souris RPTPg+/-.

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: Entérovirus neurotrope, infection persistante



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  BARAN Corinne, cbaran@pasteur.fr BLONDEL Bruno, Chef de laboratoire IP, e-mail : bblondel@pasteur.fr

BRUZZONE Roberto, Chef de laboratoire IP, e-mail : bruzzone@pasteur.fr

COLBERE-GARAPIN Florence, Chef de laboratoire IP, e-mail : fcolbere@pasteur.fr

COUDERC Thérèse, Chargée de recherche IP, e-mail : tcouderc@pasteur.fr

DUBOIS-DALCQ Monique, Professeur IP, Chef d'Unité, e-mail : mdalcq@pasteur.fr

HARROCH Sheila, Chargée de recherche IP, e-mail : sharroch@pasteur.fr

LAZARINI Françoise, Chargée de recherche IP, e-mail : lazarini@pasteur.fr
DZIEMBOWSKA Magdalena, stagiaire post-doctorale ARSEP

FRANCESCHINI Isabelle, stagiaire post-doctorale en CDD sur contrat CEE

LABADIE Karine, étudiante en thèse Paris VI, bourse MNRT

LAFFAIRE Julien, étudiant en DEA Paris VII

LAMPRIANOU Smaragda, étudiante en thèse Paris VII, bourse MNRT

LAU Pierre, stagiaire post-doctoral en CDD sur contrat CEE

RYBNER Catherine, stagiaire post-doctorale en CDD BIORAD

SAULNIER Aure, étudiante en thèse Paris VI, bourse MNRT

VITRY Sandrine, stagiaire post-doctorale en CDD sur contrat CEE

WIROTIUS Aurélie, stagiaire en DEA Paris XI
PELLETIER-DOUCEMENT Isabelle, Ingénieur IP, e-mail : ipelleti@pasteur.fr

THAM TO Nam, Ingénieur IP, e-mail : ttham@pasteur.fr

GUIVEL-BENHASSINE Florence, technicienne supérieure IP, e-mail : fguivel@pasteur.fr

JACQUEMOT Catherine, technicienne supérieure IP, e-mail : jacquemo@pasteur.fr

MURRAY Kerren, technicienne supérieure IP, e-mail : kmurray@pasteur.fr

BELLANCE Edmond, aide de laboratoire, e-mail : ebellanc@pasteur.fr

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