3 Effets de l’EpoRH sur les cellules du SNC dans la phase précoce post-Status Epilepticus
II. Conséquences fonctionnelles de la neuroprotection par l’EpoRH associée au milieu enrichi
Le Status Epilepticus (SE) induit par la pilocarpine engendre des lésions cérébrales très étendues. Ce modèle est approprié pour la recherche de stratégies neuroprotectrices visant à optimiser les effets bénéfiques des agents pharmacologiques. Par exemple, nous avons montré que si l’administration d’EpoRH est suffisante pour protéger une grande partie des neurones de l’hippocampe (Nadam 2007) (papier n°2-3), l’induction de l’expression neuronale de son récepteur EpoR est nécessaire pour que l’EpoRH soit neuroprotectrice dans la région limbique ventrale (VLR). Toutefois, dans ce modèle, aucune de nos stratégies de neuroprotection n’a permis de protéger le thalamus. Or, la persistance de phénomènes neurodégénératifs massifs dans cette région cérébrale compromet l’étude des effets fonctionnels associés à la neuroprotection des autres territoires cérébraux. En effet, bien que l’EpoRH ait protégé un grand nombre de neurones dans l’hippocampe et la VLR, aucune amélioration, ni de la capacité d’apprentissage, ni de l’ictiogenèse (données non montrées) n’a été observée; ces troubles fonctionnels étant peut-être générés par la perte des neurones du thalamus dorsal. Ainsi, afin d’étudier non seulement la cytoprotection, mais aussi la fonction cérébrale, il est nécessaire de se rapprocher de modèles d’atteintes cérébrales associés à des processus de neurodégénérescence moins sévères.
Pour évaluer les améliorations fonctionnelles associées à la neuroprotection, nous testerons nos stratégies neuroprotectrices dans des modèles où la neurodégénérescence est plus localisée et plus progressive: le modèle de SE non convulsivant de Robert Sloviter, et deux modèles de traumatisme crânien. Etant donné que ces modèles n’affectent pas la VLR, mais plutôt l’hippocampe, nous avons choisi d’utiliser l’hébergement dans Marlau™, pour augmenter spécifiquement l’expression de l’EpoR dans cette structure (papier n°2).
Le modèle de SE non convulsivant développé par Robert Sloviter, consiste à stimuler
électriquement la voie perforante pendant 24 heures chez un rat vigile, provoquant une perte lente et sélective des neurones de l’hippocampe. Dans ce modèle, les rats développent des crises épileptiques spontanées quelques jours après la stimulation (données non publiées). Au laboratoire, nous transférons actuellement cette technique avec l’aide de Robert Sloviter. Notre étude consistera à augmenter l’expression de l’EpoR dans l’hippocampe en hébergeant pendant plusieurs semaines les rats dans la cage Marlau ™, puis à administrer l’EpoRH à la suite de la stimulation électrique. Nous testerons notre stratégie de neuroprotection en étudiant ses effets i) neuroprotecteurs
dans l’hippocampe, ii) anti-épileptogène et anti-épileptique, et iii) sur les performances d’apprentissage et de mémorisation.
Les modèles de traumatisme crânien choisis sont les modèles i) de percussion
latérale avec un fluide directement sur la dure-mère (Lateral Fluid Percussion LFP), et ii) de percussion de la boîte crânienne avec un poids (Weight Drop Closed Head Injury
WDCHI). Ces deux procédés induisent des lésions cérébrales bien distinctes : i) Le
modèle de LFP provoque une lésion primaire induite par l’impact mécanique, suivie d’une lésion secondaire orchestrée par l’activation des mécanismes de la Mort Cellulaire Active. ii) Le modèle de WDCHI génère un mouvement du cerveau dans la boîte crânienne, responsable de lésion axonale diffuse. Dans ces deux modèles, notre stratégie de neuroprotection (hébergement dans la cage Marlau™ associé à l’EpoRH) vise à contrecarrer les lésions secondaires, étant donné que la lésion primaire reste irrémédiable. Nous évaluerons les effets de la cage Marlau™ et du traitement à l’EpoRH d’une part sur la protection des neurones/ axones, et d’autre part sur les performances cognitives (apprentissage/ mémorisation, émotions) et motrices des rats.
En outre, les grands remaniements moléculaires et cellulaires à la suite de ces traumatismes crâniens seraient susceptibles de rendre le tissu cérébral hyperexcitable, c'est-à-dire plus enclin à développer des crises épileptiques. Or, il est tout à fait envisageable que notre stratégie de neuroprotection puisse modifier cette transformation du tissu cérébral. Afin de tester cette hypothèse, nous étudierons la sensibilité des animaux soumis à un traumatisme crânien au protocole de kindling, qui consiste à stimuler électriquement de manière répétée certaines régions cérébrales pour générer une augmentation progressive de l’excitabilité neuronale.
Abbréviations
A
aa : acide aminé
Ac : anti-corps
ADN : acide désoxyribonucléique
ADNc : acide désoxyribonucléique complémentaire
ADNg : acide désoxyribonucléique génomique
ANOVA I : analyse de variance à 1 facteur
ANOVA II : analyse de variance à 2 facteurs
ARNm : acide ribonucléique messager
B
βc : chaîne Beta commune aux récepteurs de l’IL-6, l’IL-3 et du GM-CSF
BCA : acide bicinchoninique
BDNF : facteur neurotrophique dérivé du cerveau
BHE : barrière hémato-encéphalique
BSA : albumine de sérum bovine
C
CA : corne d’Ammon
CA1 : région 1 de la corne d’Ammon
CA2 : région 2 de la corne d’Ammon
CA3 : région 3 de la corne d’Ammon
CD11b : marqueur de cellule immuno-compétente (pour « cluster of differentiation 11b »)
CD14 : marqueur de cellule myéloïde (pour « cluster of differentiation 14 »)
D
DAB : diaminobenzidine
dNTP: désoxynucléotide tri-phosphate
DO : densité optique
E
ELISA : Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay
Epo : érythropoïétine
EpoR : récepteur de l’érythropoïétine
EpoRH : érythropoïétine recombinante humaine
ERK : Kinases à signalisation régulée par le milieu extracellulaire
G
GABA : acide gamma-amino butirique
GAPDH : glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase
GD : gyrus denté
GFAP : protéine acide fibrillaire d’origine gliale
GFP : protéine autofluorescente verte (pour « green »)
GM-CSF : facteur stimulant les colonies des macrophages-granulocytes
H
Hi : hippocampe HS : sulfate d’héparane
I
IκB : molécule inhibitrice du facteur de transcription NFκB
IGF : facteur de croissance (pour « growth ») de l’insuline IgG : immunoglobuline G IL-1 : interleukine-1 IL-1α : interleukine-1 α IL-1β : interleukine-1 β IL-6 : interleukine-6
IL-6R : récepteur de l’interleukine-6
IL-1Ra : antagoniste naturel des récepteurs de l’interleukine-1
IL-1RI : récepteur de type I de l’interleukine-1
IL-1RII : récepteur de type II de l’interleukine-1
i.c.v : voie d’injection intra-cérébroventriculaire
i.p : voie d’injection intra-péritonéale
i.v : voie d’injection intra-veineuse
J
J : jour JAK : janus kinase
JNK: jun-kinases
K
kDa : kilodalton kg : kilogramme KO : knock outM
MAPK : famille des protéines kinases à activité mitogène
MCP-1 : protéine de type 1 du chimiotactisme des monocytes
MIP-1α : proteine inflammatoire de type 1α des macrophages
MIP-1β : proteine inflammatoire de type 1β des macrophages
mL : millilitre
mUI : milliunités internationales
n : nombre d’animaux par groupe
NC : néocortex
NeuN : marqueur spécifique de neurone (pour « neuronal nuclei »)
NFκB : facteur de transcription nucléaire de la chaîne légère κ des lymphocytes B
ng : nanogramme
NGF : facteur de croissance (pour « growth ») des nerfs
nM : nanomolaire
P
pb : paire de base
PB : tampon phosphate
PBS : tampon phosphate salin
PBS-T : tampon phosphate salin avec 0,3% de triton x100
PBS-T-D : tampon phosphate salin avec 0,3% de triton x100 et 2% de sérum normal d’âne
PC12 : lignée cellulaire dérivée de cellules chromaffines surrénaliennes (pour « phéochromocytome »)
PCR : réaction de polymérisation en chaine
PF : paraformaldéhyde
PI3K : phosphoinositide-3-kinase
Pilo-SE : status epilepticus induit par l’administration de pilocarpine
pM : picomolaire
R
RT-PCR : réaction de rétro-transcription (ou « transcription inverse ») suivie d’une réaction de polymérisation en chaîne
S
s.c : voie d’injection sous-cutanée
SE : status epilepticus
sec : seconde
SEM : erreur standard sur la moyenne
SNC système nerveux central
STAT : famille des transducteurs de la signalisation et activateurs de la transcription
T
TA : température ambiante
TG : transgénique Tm : température de fusion
TNF-α : facteur de nécrose tumorale α
TNF-β : facteur de nécrose tumorale β
TNF-RI : récepteur de type I de facteur de nécrose tumorale
TNF-RII : récepteur de type II de facteur de nécrose tumorale
U
UI : unité internationale
UP : eau ultra pure
UV : ultraviolets
V
VEGF : facteur de croissance (pour « growth ») des cellules endothéliales vasculaires
VLR : région limbique ventrale
μg : microgramme
μL : microlitre
μm : micromètre