Dans le Système Nerveux Central (SNC), les cellules gliales influencent les activités neuronales. Les cellules microgliales, cellules immunitaires résidentes du SNC, contrôlent grandement l’état neuroinflammatoire. Ce contrôle est particulièrement important dans les fonctions physiologiques et s’avère souvent défectueux dans les neuropathologies. Les cellules microgliales sont en relation avec le microenvironnement cérébral et communiquent avec les autres types cellulaires (astrocytes, oligodendrocytes et neurones) afin de contrôler l’état neuroinflammatoire. Parmi les différents modes de communication intercellulaire au sein du SNC, les vésicules extracellulaires (VEs) interviennent largement dans les processus physiologiques (développement, homéostasie…) et pathologiques (maladies neurodégénératives…). C’est pourquoi, ce mode de communication a été étudié dans le dialogue entre la microglie et les neurones chez la sangsue Hirudo medicinalis. Cet annélide est un modèle intéressant de neurobiologie grâce à la structure linéaire de son système nerveux et à l’organisation de ses types cellulaires. Il permet l’étude du dialogue entre les cellules microgliales et les neurones au niveau d’une lésion expérimentale. Dans un premier temps, les résultats ont montré que les cellules microgliales interagissent avec les neurones lors d’une lésion du SNC et que des VEs sont libérées au niveau de cette lésion. De plus, les cellules microgliales produisent des VEs qui interagissent avec les neurones et délivrent un effet neurotrophique in vitro sur des neurones de sangsue et de rat. Dans un deuxième temps, la complexité des composés vésiculaires ainsi que des impératifs d’efficacité liés aux méthodes d’isolement nous ont conduits à développer l’analyse protéomique non ciblée et à grande échelle afin de valider les fractions positives en VEs mais aussi identifier leurs signatures protéiques biologiquement actives. Dans une dernière partie, nous nous sommes intéressés aux microARNs (miARNs) contenus dans les VEs microgliales. Les résultats ont permis l’identification de 6 miARNs dans les VEs microgliales, dont un seul, miR-146a, est décrit à ce jour dans le SNC chez les mammifères. Dans un contexte de dialogue neuroprotecteur entre VEs microgliales et neurones, les analyses neuronales ont prédit des ARNm potentiellement régulés par les miARNs contenus dans les VEs. Ces 6 miARNs ont également été identifiés dans les VEs issues de microglie de souris, de rat et humaine. Dans leur ensemble, les résultats montrent que les cellules microgliales chez la sangsue produisent des VEs, ayant un effet neurotrophique sur les neurones, y compris des neurones de rat. L’identification des molécules présentes dans ces VEs (protéines et miARNs) a permis de soulever des perspectives sur les mécanismes neuroprotecteurs supportant ce dialogue microglie-neurone qu’il sera intéressant d’examiner chez les mammifères dans un contexte de lésion nerveuse. / In the Central Nervous System (CNS), the glial cells influence neuronal activities. The microglial cells, resident immune cells of the CNS, greatly control the neuroinflammatory state. This control is particularly important in physiological functions and is often defective in neuropathologies. The microglial cell activities depend on the brain microenvironment and they communicate with other cell types (astrocytes, oligodendrocytes and neurons) to control the neuroinflammatory state. Among the different mechanisms of intercellular communication within the CNS, extracellular vesicles (EVs) play a major role in physiological processes (development, homeostasis, etc.) and pathological processes (neurodegenerative diseases, etc.). Therefore, this mode of communication was studied in the dialogue between microglia and neurons in the leech Hirudo medicinalis. This annelid is an interesting model of neurobiology thanks to the linear structure of its nervous system and the organization of its cell types. It allows the study of the dialogue between microglial cells and neurons at the level of an experimental lesion. At first, the results showed that microglial cells interact with neurons during CNS injury and that EVs are released at the level of this lesion. In addition, microglial cells produce EVs that interact with neurons and deliver a neurotrophic effect in vitro on leech and rat neurons. In a second step, the complexity of the vesicular compounds as well as efficiency requirements related to the isolation methods led us to develop the non-targeted proteomic analysis on a large scale in order to validate the positive EV fractions but also to identify their biologically active protein signatures. In a last part, we were interested in the microRNAs (miRNAs) contained in microglial EVs. The results allowed the identification of 6 miRNAs in microglial EVs, of which only one, miR-146a, is described to date in the mammalian CNS. In a context of neuroprotective dialogue between microglial EVs and neurons, the analysis of neuronal protein signatures predicted mRNAs potentially regulated by miRNAs contained in EVs. These 6 miRNAs were also identified in EVs derived from mouse, rat and human microglia. Overall, the results show that microglial cells in the leech produce EVs, exerting a neurotrophic effect on neurons, including rat neurons. The identification of the molecules present in these microglial EVs (proteins and miRNAs) made it possible to raise perspectives on the neuroprotective mechanisms supporting this microglia-neuron dialogue that will be interesting to examine in mammals in a context of nerve injury.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2019LIL1S105 |
| Date | 30 September 2019 |
| Creators | Lemaire, Quentin |
| Contributors | Lille 1, Lefebvre, Christophe |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French, English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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