La rétraction des dendrites de cellules ganglionnaires de la rétine (CGR) est parmi les
changements pathologiques qui conduisent à des déficits fonctionnels lors du glaucome.
Récemment, on a montré que l’administration de l’insuline promeut une importante
régénération des dendrites des cellules ganglionnaires de la rétine et rétablie les
synapses. On se basant sur ces données, on a posé les questions suivantes: 1) Est ce
que la réduction de la pression intraoculaire (PIO) élevée est suffisante pour promouvoir
la régénération des dendrites en absence d’apport exogène de l’insuline? 2) Quels sont
les mécanismes moléculaires en aval de l’insuline qui permettent la régénération des
dendrites des CGR lors du glaucome? Les souris transgéniques Thy1-YFP, qui
permettent la visualisation des dendrites des CGR, ont reçu une injection intra-camérale
de microbilles magnétiques pour induire l’hypertension oculaire. Des gouttes journalières
du brinzolamide ont été administrées pour réduire la PIO. Les CGR ont été imagés à l’aide
du microscope confocal et les dendrites ont été reconstruites en 3D grâce au logiciel
Imaris. Pour l’analyse des mécanismes moléculaires, les CGR ont été isolées grâce à la
technique de cytométrie FACS, à partir des rétines traitées à l’insuline et au véhicule suivi
par un séquençage d’ARN (ARNseq). Le brinzolamide réduit de façon effective la PIO,
cependant cette réduction ne permet pas la régénération des dendrites des CGR. Le
séquençage de l’ARN des rétines glaucomateuses et des rétines contrôles a aidé à
identifier des voies de signalisation candidates pour participer à la régénération des
dendrites des CGR incluant mTOR, Notch, glycolyse, métabolisme des acides gras,
réparations d’ADN et myc-cibles. Ces données nous ont conduit à retirer les conclusions
suivantes: 1) La réduction de la PIO n’est pas suffisant pour promouvoir la régénération
IV
des dendrites des CGR, suggérant que l’insuline endogène ne remplit pas le rôle de
l’insuline exogène. 2) De nombreuses voies moléculaires sont activées pour mener l'effet
régénérateur de l’insuline sur les dendrites des CGR. Ces résultats supportent le rôle de
l’administration de l’insuline pour restaurer les connections et le fonctionnement de la
rétine et identifient des gènes qui pourraient être de nouvelles cibles pour traiter le
glaucome. / Glaucoma is the leading cause of irreversible blindness worldwide. High intraocular
pressure (IOP) is the most important risk factor to develop the disease. The retraction of
retinal ganglion cell (RGC) dendrites is one of the earliest pathological changes leading
to substantial functional deficits. We recently demonstrated that insulin, administered after
arbor retraction, promoted remarkable RGC dendrite and synapse regeneration. Here, we
asked the following questions: 1) is insulin effective at promoting RGC dendrite
regeneration in experimental glaucoma? 2) is reduction of IOP sufficient to promote
dendrite regeneration in the absence of exogenous insulin? 3) what are the signaling
components downstream of insulin that stimulate RGC dendrite regeneration in
glaucoma? Thy1-YFP mice, which allow visualization of RGC dendritic arbors, received
an intracameral injection of magnetic microbeads to induce ocular hypertension. RGC
dendrites were imaged by confocal microscopy and arbors were 3D reconstructed. Total
RGC dendritic length and complexity increased in glaucomatous eyes treated with insulin
to values similar to those found in intact non-injured controls, but not in eyes treated with
brinzolamide, to lower IOP, or vehicle. RGCs were isolated by Fluorescence Activated
Cell Sorting (FACS) from insulin- or vehicle-treated glaucomatous retinas as well as shamoperated
controls, followed by RNA sequencing analysis (RNA-seq). Our data show a
global decrease in transcriptional efficiency in glaucomatous retinas. In addition, we
identified a number of key regulatory pathways potentially implicated in insulin-induced
RGC dendrite regeneration including: the mammalian target of rapamycin (mTOR),
glycolysis, fatty acid metabolism, DNA repair, and myc-targets. These data allow us to
draw the following conclusions: 1) insulin promotes robust RGC dendrite regeneration in
glaucoma, 2) IOP reduction alone is not sufficient to promote dendritic regrowth, and 3)
multiple molecular pathways are activated during insulin-mediated regeneration. These
findings support a critical role for insulin administration to restore RGC dendritic structure,
and identify differential gene expression that might reveal novel therapeutic targets for
glaucoma.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/24528 |
| Date | 12 1900 |
| Creators | El Hajji, Sana |
| Contributors | Di Polo, Adriana |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
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