Mort neuronale autophagique après hypoxie/ischémie cérébrale néonatale : études in vitro et in vivo

Par Peter Clarke et Anita Truttmann

Financement en 2007

Montant : 70 000€
  • L’autophagie est un processus physiologique important de  «nettoyage» permettant aux cellules de dégrader des constituants cellulaires défaillants (protéines ou organelles) et de les recycler. Une activation excessive de ce processus conduisant à la mort de la cellule appelée mort cellulaire autophagique a été mise en évidence dans certaines conditions pathologiques telles que des maladies neuro-dégénératives ainsi que dans l’accident vasculaire cérébral.
  • Ce projet de recherche visait à étudier l’implication de la mort cellulaire autophagique dans la mort neuronale suite à l’hypoxie/ischémie cérébrale chez des ratons nouveau-nés.
  • Dans les 2 modèles animaux d’hypoxie/ischémie utilisés, le nombre d’autophagosomes a augmenté de manière significative dans les régions ischémiées traduisant une activation des mécanismes autophagiques. Une inhibition spécifique ciblant des protéines essentielles de l’autophagie pourrait ouvrir une nouvelle approche thérapeutique pour traiter les conséquences cérébrales de l’asphyxie néonatale.
Lésion cérébrale

L'équipe

CLARKE

Ce projet de recherche a été mené par le Pr. Peter CLARKE (†), le Dr Julien Puyal, Mme Vanessa GINET et le Dr Anita TRUTTMANN (Département de Biologie et de Morphologie Cellulaire de l’Université de Lausanne et Département de Pédiatrie et de Chirurgie Pédiatrique, Division de Néonatologie, Centre Hospitalier Universitaire de Lausanne, Suisse)

Anita TRUTTMANN

Ce projet de recherche a été mené par le Pr. Peter CLARKE (†), le Dr Julien Puyal, Mme Vanessa GINET et le Dr Anita TRUTTMANN (Département de Biologie et de Morphologie Cellulaire de l’Université de Lausanne et Département de Pédiatrie et de Chirurgie Pédiatrique, Division de Néonatologie, Centre Hospitalier Universitaire de Lausanne, Suisse)

Contexte

L’asphyxie périnatale est une cause fréquente de mortalité et de morbidité chez les enfants avec la présence de séquelles neurologiques importantes telles que les paralysie cérébrale. Les travaux réalisés sur des modèles animaux ont montré différents types de mort cellulaire impliqués suite à l’hypoxie/ischémie : l’apoptose et la nécrose. Cependant, l’utilisation d’inhibiteurs de ces deux types de mort cellulaire ne s’avèrent que partiellement efficaces suggérant que d’autres mécanismes de mort cellulaire pourraient être impliqués.

L’autophagie est un processus physiologique important de  «nettoyage» permettant aux cellules de dégrader des constituants cellulaires défaillants (protéines ou organelles) et de les recycler. Ce processus comporte deux étapes. Premièrement, les constituants à dégrader sont séquestrés dans des vésicules nommées autophagosomes, puis ces autophagosomes fusionnent avec d’autres vésicules nommées lysosomes qui contiennent les enzymes nécessaires à leur dégradation. Une activation excessive de ce processus conduisant à la mort de la cellule appelée mort cellulaire autophagique a été mise en évidence dans certaines conditions pathologiques telles que des maladies neuro-dégénératives (Parkinson, Alzheimer) ainsi que dans l’accident vasculaire cérébral.

Objectifs et Méthodologie

Ce projet de recherche visait à étudier l’implication de la mort cellulaire autophagique dans la mort neuronale suite à l’hypoxie/ischémie cérébrale chez des ratons nouveau-nés.

Deux modèles animaux ont été utilisés. Le premier est un modèle d’infarctus cérébral induisant une lésion localisée dans le cortex pariétal chez des ratons de 12 jours. Le second est un modèle d’asphyxie néonatale, chez des ratons de 7 jours. Ce modèle affecte de manière plus étendue le cerveau et touche non seulement le cortex mais également des structures cérébrales plus profondes telles que le thalamus, le striatum et l’hippocampe ; les lésions obtenues ressemblent plus à celles observées en clinique.

Afin de définir son implication dans la mort neuronale, l’effet de l’inhibition de la macro-autophagie a été  étudié en utilisant soit des inhibiteurs pharmacologiques, soit en ciblant directement au niveau moléculaire l’expression de certains des gènes liés à l’autophagie.

Résultats d'avancement

Les études ont clairement montré la présence d’une activité autophagique excessive suite à l’asphyxie néonatale. Dans les 2 modèles animaux, dès 6h après l’événement hypoxique/ischémique, le nombre d’autophagosomes a augmenté de manière significative dans les régions ischémiées. Parallèlement, le nombre et l’activité des lysosomes ont également augmenté.

L’analyse de l’effet d’un inhibiteur pharmacologique de l’autophagie, en traitement post-ischémique dans le modèle d’infarctus cérébral a montré également le rôle de l’autophagie dans la mort neuronale. L’injection de cet inhibiteur 1h ou 3h après la fin de l’ischémie a permis une diminution de près de 45% du volume de la lésion corticale.

Perspectives

Ce travail a permis de mettre en évidence une activation des mécanismes autophagiques dans deux modèles animaux d’hypoxie/ischémie cérébrale. De plus, ce phénomène serait impliqué dans la médiation de la mort neuronale. Les travaux de cette équipe se sont poursuivi visant à mettre au point une inhibition spécifique ciblant des protéines essentielles de l’autophagie dans l’espoir d’ouvrir une nouvelle approche thérapeutique pour traiter les conséquences cérébrales de l’asphyxie néonatale.