Janvier 2017 : Différents mécanismes contrôlent la mort programmée dans le cortex cérébral en développement

Dans un article paru dans Cell Reports le 20 Décembre (Ledonne et al. 2016) F. Ledonne, E. Coppola et A. Pierani de l'équipe Génétique et Développement du Cortex cérébral en collaboration avec D. Orduz et M. Angulo (Université Paris Descartes) ont montré que des mécanismes de mort programmée Bax-dépendant et indépendant existent dans le cortex en développement. Ils ont généré un modèle de souris où les neurones de Cajal-Retzius persistent et maintiennent des propriétés électrophysiologiques des neurones immatures dans le néocortex adulte. Puisque la survie anormale des neurones de Cajal-Retzius est associée à des états pathologiques, ce travail fournit le premier modèle pour tester le rôle de la persistance des neurones transitoires dans des conditions pathologiques.

Le cortex cérébral, partie la plus superficielle de l’encéphale, est une structure à l’origine du traitement des informations sensorielles, motrices et cognitives. Cette structure se met en place pendant le développement embryonnaire et poursuit sa maturation après la naissance. Toutes les étapes impliquées dans le développement de cette structure sont hautement contrôlées. Une anomalie dans l’une des ces étapes peut avoir des conséquences majeures, aboutissant à l'apparition de maladies neurologiques ou psychiatriques.
Dans cette étude l’équipe d’Alessandra Pierani s’est intéressée au phénomène  de la disparition des neurones de Cajal-Retzius (CRs) pendant la période post natale. Ces neurones sont parmi les premiers neurones générés dans  le cortex cérébral, ils sont retrouvés dans la couche la plus superficielle du cortex en développement où ils coordonnent différents étapes de la mise en place de cette structure. Les CRs peuvent  être divisées en sous populations selon différents critères: leurs sites de génération (septum, frontière palliale sous-palliale et l'ourlet cortical ou hem), leur signature moléculaire, leur distribution à la surface du cortex ainsi que leur fonction. Ces neurones sont transitoires et meurent au cours des deux semaines après la naissance chez la souris. Les chercheurs se sont interrogés sur les différences qui pouvaient exister entre ces populations lors de leur disparition. En utilisant une approche de traçage génétique, ils ont montré que les sous-populations de CRs disparaissent avec des cinétiques spatiales et temporelles spécifiques. De plus, l'invalidation conditionnelle du gène pro-apoptotique Bax bloquait la disparition des CRs du septum mais pas celles de l'hem, montrant pour la première fois que les CRs mourraient selon des mécanismes différents. Les CRs survivantes ont, quand à elles, chez l'adulte, gardées leurs propriétés physiologiques de neurones immatures tout en étant insérées dans des réseaux neuronaux.
Ce modèle de souris présentant une persistance de CRs, permet donc aujourd'hui de tester, par des approches de comportement et d'électrophysiologie, le lien de causalité entre la persistance de ces cellules transitoires et l'apparition de crises épileptiques. Curieusement, il a été observé, chez certains patients présentant des crises d'épilepsie, une persistance de neurones qui pourraient être des CRs. De manière générale, ce modèle nous permet d'étudier la persistance de neurones immatures dans un environnement mature ainsi que l'importance de la mort cellulaire programmée dans le développement et le bon fonctionnement du cortex.

Pour en savoir plus :
Ledonne F., Orduz D., Mercier J., Vigier L., Grove E.A., Tissir F., Angulo M.C., Pierani A.* and Coppola E.* Targeted inactivation of Bax reveals subtype-specific mechanism of Cajal-Retzius neuron death in the postnatal cerebral cortex.  Cell Reports (2016), 17, 3133–3141. *co-corresponding authors
Abstract

Contacts : Alessandra Pierani & Eva coppola, group Genetics and Development of the Cerebral Cortex, tel.: + 33 (0)1 57 27 81 25/24

Haut de page