samedi 6 mai 2017

Les axones commissuraux ne sont pas guidés par la Nétrine-1 de la plaque du plancher

Pour PrépaBCPST et PrépaAgreg
Thèmes : développement, neurones, morphogènes


Les neurones ne se connectent pas au hasard dans le système nerveux et les axones en croissance font l'objet d'un guidage précis. L'un des modèles classiques est constitué par les neurones commissuraux du tube neural. Ce sont des neurones dont le corps cellulaire se trouve dans le tube neural dorsal et dont l'axone se dirige ventralement puis passe du côté contralatéral (de gauche à droite ou de droite à gauche) au niveau de la plaque du plancher puis continue son chemin. Ce sont des neurones qui ont une importance fonctionnelle notamment pour la coordination des mouvements entre le côté droit et le côté gauche du corps. 

Le modèle classique, désormais obsolète. Source : http://www.sciencedirect.com/topics/page/Morphogens

Dans le modèle classique, la plaque du plancher sécrète une protéine, Nétrine-1, qui attire les axones vers la plaque du plancher, en synergie avec la protéine SHH (Sonic Hedgehog) qui est produite au même endroit. Nétrine-1 diffuse de la plaque du plancher vers les zones plus dorsales créant un gradient qui est remonté par les axones en croissance. 

D'après un article publié il y a quelques jours dans Nature, ce modèle doit être révisé. En utilisant des techniques de détection plus sensibles qu'auparavant les chercheurs ont découvert que la Nétrine-1 est aussi produite dans la zone ventriculaire ventrale et médiane c'est à dire dans la zone du tube neural contre la cavité centrale (ou ventricule). Parmi les cellules qui la produisent, il y a des progéniteurs neuraux qui émettent des prolongements vers la région latérale du tube neural, qui correspond justement à la région traversée par les axones commissuraux.

Source : Dominici et al., 2017 ; doi:10.1038/nature22331
Les chercheurs ont ensuite invalidé par recombinaison homologue contrôlée (système Cre-Lox) le gène codant la Nétrine-1 soit dans la plaque du plancher, soit dans la zone ventriculaire. Ils ont observé que les axones commissuraux continuaient à croître et à atteindre leur cible habituelle sans la Nétrine-1 de la plaque du plancher, mais ce n'était plus le cas sans la Nétrine-1 d'origine ventriculaire. Dans les études précédentes, l'invalidation généralisée de la Nétrine-1 et le fait de ne pas avoir pu voir l'expression dans la zone ventriculaire du gène avait fait penser que c'était la Nétrine-1 de la plaque du plancher qui jouait un rôle essentiel. 

Il s'agit donc d'une révision complète du modèle avec un effet de la diffusion de la Nétrine-1 bien moins important. La Nétrine-1 est plutôt apportée par des prolongements cellulaires dans la région précise où les axones sont en croissance. Des études précédentes avaient déjà montré que la Nétrine-1 était capable de se lier à la matrice extracellulaire, ce qui pouvait diminuer ses capacités de diffusion.

Reste à comprendre la dynamique spatiale et temporelle de cet apport de Nétrine-1 car autant le modèle du gradient d'origine ventrale était simple à comprendre, autant ici doivent être mis en jeu des mécanismes plus subtils pour que les axones croissent correctement vers la plaque du plancher sous le contrôle de la nouvelle source de Nétrine-1 qui a une origine différente par rapport à la destination des axones.




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