Caractérisation des cellules gliales olfactives associées aux neurones GnRH-I

Le développement du système GnRH-I et du système olfactif

La genèse des neurones à GnRH-I et du système olfactif

La double origine des neurones à GnRH-I et du système olfactif
Il y a 24 ans, deux groupes ont mis en évidence l’origine extra-cérébrale des neurones à GnRH-I chez la souris : ces neurones hypothalamiques migrent de la placode nasale au CNS (Schwanzel-Fukuda and Pfaff 1989; Wray et al. 1989b). Depuis, la migration des cellules GnRH-I et, chez le poisson des cellules GnRH-III, a été documentée pour de nombreuses espèces (Caldani et al. 1995; Daikoku-Ishido et al. 1990; Ronnekleiv and Resko 1990) (Mulrenin et al. 1999; Steven et al. 2003). Cependant, la localisation des précurseurs de ces neurones endocrine n’a été élucidée que récemment. En effet une étude publiée au cours de ma thèse a mis en évidence que ces neurones possédaient une double origine. A partir de deux lignées de souris transgéniques complémentaires, de traçage génétique Rosa Cre-lox, le groupe du Dr Susan Wray a démontré que 70% des neurones à GnRH-I provenaient de la placode olfactive (PO), tandis que 30% étaient originaires de la crête neurale crânienne (CN) (Forni et al. 2011b). La crête neurale est un type cellulaire embryonnaire unique au vertébré qui dérive du neuroectoderme et qui se trouve à la jonction entre la plaque neurale et l’ectoderme non neural (épiderme) (Figure 2) (Baker and Bronner-Fraser 1997). Après le stade de neurulation primaire, ces cellules de la CN se placent centralement entre le tube neural et l’épiderme (Figure 2). Au stade précoce du développement, les cellules de la crête neurale subissent 2 vagues de migrations, une ventrale puis une dorsale. Cette seconde vague, qui a lieu du 6 ème jour de développement embryonnaire (E6,5) au 9,5 chez la souris, formera une partie de la masse cellulaire nécessaire au développement du système olfactif (Baker et al. 1997). La placode olfactive est un épaississement local et transitoire de l’ectoderme qui provient de la plaque neurale, qui se fait par une convergence rostrale de cellules de part et d’autre du télencéphale en développement, autour de E9,5 chez la souris (Figure 3) (Forni et al. 2011b; Harden et al. 2012; Whitlock and Westerfield 2000). La formation de la placode olfactive s’accompagne d’une migration rostrale des cellules de la crête neurale qui vont entourer la placode olfactive (Figure 3) (Harden et al. 2012). Ainsi les deux domaines, crête neurale et placode olfactive, vont être étroitement associés ; certains les considérant adjacents, à la limite d’une mixité ((Harden et al. 2012; Whitlock and Westerfield 2000), tandis que d’autres considéreront un envahissement de la PO par les cellules de la crête neurale (Barraud (Barraud et al. 2010; Forni et al. 2011b). Quoiqu’il en soit, l’ensemble s’invagine pour former la fosse nasale entre E10 et E10,5 chez la souris (Cuschieri and Bannister 1975) (Figure 4). Dès E11,5, se forment respectivement l’épithélium olfactifs (EO) et l’épithélium voméronasal (VN) dans la partie latérale et médiale du nez (Figure 4). Ainsi ces épithéliums possèdent également une double origine, la crête neurale et la placode olfactive (Forni et al. 2011b).

La neurogenèse olfactive et la neurogenèse des neurones à GnRH

La période neurogénique olfactive

La naissance des neurones à GnRH-I est un des premiers événements neurogéniques dans la fosse nasale en développement (Forni et al 2010). Elle se fait dans une fenêtre de temps courte et limitée contrairement aux neurones voméronasaux/olfactifs (Forni et al. 2011a; Murdoch and Roskams 2007; Murdoch and Roskams 2008; Wray et al. 1989a). En effet, la neurogenèse olfactive à partir de précurseurs multipotents se fait entre E9,5 et P0 chez la souris (Murdoch and Roskams 2007); tandis que les neurones à GnRH-I naissent pendant le développement et la différenciation de la fosse nasale, entre E9,5 et E12,5 (Wray et al. 1989a,(Jasoni et al. 2009). Les dernières divisions mitotiques des précurseurs se font majoritairement (80%) entre E9,5 et E10,5 (Wray et al. 1989a,(Jasoni et al. 2009)et les neurones commencent à exprimer la GnRH-I 48h à 72h après leurs mitoses dans l’ébauche du VNO ou en cours de migration (Forni et al. 2011b).

Les inducteurs de la neurogenèse des neurones à GnRH-I

Dans la fosse nasale en développement plusieurs inducteurs neuronaux ont été mis en évidence : latéralement l’acide rétinoïque, postérieurement le BMP4 (bone morphogenetic protein 4) et médialement le FGF8 (fibroblast growth factor 8) et SHH (Sonic hedgehog) (LaMantia et al. 2000). En ce qui concerne les neurones à GnRH-I, la signalisation FGF et tout particulièrement le facteur trophique FGF8 et son récepteur FGFR1, sont essentiels pour la formation de ces neurones (Chung et al. 2008). En effet la perte d’expression de Fgf8 a comme conséquence l’absence de formation de neurones à GnRH-I mais également du VNO (Chung et al. 2010), qui s’explique par l’implication du FGF8 dans l’induction et la différenciation de la placode nasale de souris (Kawauchi et al. 2005).

Récemment il a été mis en évidence le rôle de CHD7 (chromodomain helicase DNA binding protein 7) dans la prolifération des progéniteurs des neurones à GnRH-I et dans la neurogenèse de ces neurones, en régulant l’expression de Fgfr1 et Bmp4 (Layman et al. 2011). Enfin il a également été décrit le rôle de FE65, une protéine de liaison aux précurseurs de la protéine amyloïde (APP), dans le contrôle de la neurogenèse des neurones à GnRH-I (Forni et al. 2011a). Le FE65 est fortement exprimé par les cellules post-mitotiques du VNO présomptif dont les neurones à GnRH-I à partir d’E11, en fin de période de la neurogenèse de ces derniers. Cette protéine de liaison à l’APP exerce une fenêtre d’action neurogénique restreinte dans le temps sur les progéniteurs multipotents des neurones à GnRH-I au sein de la placode nasale en développement. Ainsi les souris déficientes en FE65 présentent une augmentation du nombre de neurones voméronasaux/olfactifs et une augmentation de 25% des neurones à GnRH-I .

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Table des matières

Liste des Abréviations
Liste des publications
Liste des communications affichées
Liste des communications orales et séminaires
Liste des tableaux
Liste des Figures
INTRODUCTION
I. La GnRH-I et la fonction de reproduction
I.1. L’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique
I.2. L’activité sécrétrice des neurones à GnRH-I et ça régulation
II. Le développement du système GnRH-I et du système olfactif
II.1. La genèse des neurones à GnRH-I et du système olfactif
II.2. La migration des neurones à GnRH-I et la mise en place des nerfs du système olfactif
II.3. La différenciation embryonnaire des neurones à GnRH-I
II. 3. c. Une période clef dans la différenciation des neurones à GnRH-I : le passage de la lame criblée de l’ethmoïde
III. Le système GnRH, une cible des perturbateurs endocriniens à activité oestrogéno-mimétique
III.1. Rôle des œstrogènes dans le développement et la régulation du système GnRH-I
III.2. Le système GnRH une cible des perturbateurs endocriniens à activité œstrogénique ou anti-œstrogénique
III.3. Le 17α-éthinyloestradiol et le système GnRH
OBJECTIFS
RESULTATS
Chapitre 1 :Les neurones à GnRH-I en migration sont associés aux cellules gliales
olfactives
I. Contexte scientifique
II. Article 1 : Les cellules gliales olfactives engainantes forment le
microenvironnement des neurones à GnRH-I en migration 56
III. Article 2 :Maturation des cellules gliales associées aux s neurones à GnRH-I en
migration dans le septum nasal
IV. Conclusion du chapitre I
Chapitre 2 :
Le transcriptome des cellules gliales olfactives associées aux neurones à GnRH-I est-il modulé par les Perturbateurs Endocriniens ?
I. Contexte scientifique
II. Matériel et Méthode
II.1. Cultures de placodes olfactives GFAP-GFP et traitements au 17-α éthinyloestradiol
II.2. Analyse par RT-PCR de l’expression des gènes codants pour les récepteurs aux
œstrogènes en condition contrôle
II.3. Procédure de puces à ADN
III. Résultats
III.1. Les cellules gliales olfactives [GFP+] expriment les gènes codant pour les
récepteurs aux œstrogènes
III.2. Effet d’un traitement de 17-α-éthinyloestradiol sur la survie cellulaire des explants et sur le pourcentage de cellules gliales [GFP+] : Analyse par FACS
III.3. Effet d’un traitement de 17-α-éthinyloestradiol (EE2) sur le transcriptome des
cellules gliales [GFP+]
IV. Discussion du chapitre III
IV.1. Les cellules gliales olfactives associées aux neurones à GnRH-I sont une potentielle cible des œstrogènes et des xéno-œstrogènes
IV.2. Impact d’un traitement d’EE2 et d’E2 sur le transcriptome des cellules gliales
associées aux neurones à GnRH
V. Conclusion
DISCUSSION
I. Les neurones à GnRH-I possèdent-il un environnement glial avant d’entamer leur
migration nasale ?
II. Les cellules gliales olfactives engainantes accompagnent-elles les neurones à GnRH-I
dans l’APO et l’hypothalamus ?
III. Les cellules gliales olfactives engainantes permettent-elles la migration des
neurones à GnRH-I ?
IV. Les cellules gliales olfactives engainantes permettent-elles la différenciation et la
régulation de l’activité des neurones à GnRH-I ?
V. Ce système est-il dérégulé en présence d’un pertubateur endocrien ?
CONCLUSION
Bibliographie
ANNEXE