Discussion

Les NMDAR sont impliqués dans la neurotoxicité de l’AβO comme le montrent les résultats obtenus avec le MK801 (Fig. 11b), un antagoniste général de ces récepteurs. L’usage d’un antagoniste plus spécifique a permis d’identifier celle des sous-unités des NMDAR qui sont les plus impliquées dans ce phénomène : il s’agit des sous-unités 2B comme le prouve la protection totale des neurones contre la toxicité des AβO par l'Ifenprodil (Fig. 11d). La Mémantine n’a qu’un effet protecteur minime (Fig. 11c) ce qui indique que les NMDAR extra synaptiques sont faiblement impliqués dans la toxicité des AβO. Enfin d’autres récepteurs glutamatergiques, tel que les mGluR5, semblent aussi intervenir dans la toxicité AβO (Fig. 11a). La localisation exacte de ces récepteurs métabotropes (elle peut être neuronale et/ou astrocytaire) impliqués dans la toxicité des AβO demande à être plus finement étudiée. Nous émettons l’hypothèse que les mGluR5 astrocytaires sont

indirectement impliqués dans la mesure où les AβO sont toxiques pour les astrocytes et que cette toxicité exige un influx calcique pour se manifester. Il est donc nécessaire de vérifier le type de mort, apoptotique ou nécrotique qu’induisent les AβO sur les astrocytes. Une mort par nécrose pourrait alors rendre compte partiellement de l’augmentation de la

concentration de glutamate dans les cultures : elle résulterait d’un effet quasi mécanique de désintégration des vésicules astrocytaires à glutamate, sans compter la libération de ce médiateur sous l’effet de la rentrée de calcium.

Les NMDAR sont perméables aux ions Ca2+ ; un influx de ces ions dans le neurone joue un rôle important dans la modulation de la plasticité synaptique. Nous avons étudié les flux calciques induits par les AβO : le peptide AβO induit effectivement un influx massif d’ions Ca2+ peut-être à hauteur des épines dendritiques (Fig. 12), après 10 min

d’application ; il peut donc intervenir dans le processus de LTD, et, bien entendu, dans l’excitotoxicité et la mort neuronale.

Ce flux calcique n’est observé qu’après 10 min d’application des AβO. Il se peut donc que les NMDAR ne soient pas la première cible d’AβO, ou que leur affinité pour ces

récepteurs soit faible, ou encore que la forme oligomérique de l’Aβ ait du mal à se positionner convenablement sur eux en raison de son encombrement stérique.

Nous avons observé une légère augmentation du glutamate extracellulaire, 2 min après l’application des AβO. Elle peut être consécutive à une inhibition de la recapture du

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glutamate, ou à une libération d’origine neuronale ou astrocytaire. Talantova et al., 2013 ont montré que l'activation des eNMDAR est déclenchée par le glutamate libéré par les

astrocytes en réponse à l'Aβ et nos propres résultats viennent confirmer ces conclusions. La stimulation des eNMDAR est rapidement suivie d’une diminution de l’excitation

postsynaptique, de la génération de monoxyde d'azote, de l’hyperphosphorylation de la protéine τ et de l'activation de la caspase-3.

La recapture du glutamate est réalisée par des transporteurs membranaires localisés aussi bien sur les neurones que sur les cellules gliales. Il en existe cinq sous-types, dont les gènes ont été clonés (Danbolt et al., 2016). Les transporteurs montrent un grand degré de conservation interspécifique. Chez l’homme, ils sont appelés transporteurs des acides aminés excitateurs (EAAT1-5 pour excitatory amino acid transporter). Les transporteurs astrocytaires sont présents en plus grande quantité sur la membrane plasmique des astrocytes que sur celle des neurones, et comme les astrocytes en général "encadrent" littéralement les synapses, ils constituent un rempart efficace contre la diffusion du

glutamate dans l’espace extracellulaire. Han et al., 2016 ont montré que les AβO induisaient une diminution de l’expression des EAAT1 et EAAT2. Il se pourrait donc que l’augmentation du glutamate extracellulaire induit par les AβO soit également due à l’inhibition de la

recapture du glutamate par les EAAT astrocytaires à quoi s’ajoute, nous l’avons déjà signalé, une augmentation de la libération du glutamate convoyée par les mgluR.

En raison de la toxicité des AβO pour les astrocytes (Fig. 17), et de l’importance des EAAT dans la régulation de la concentration extracellulaire de glutamate, il apparaît que ces cellules jouent certainement un rôle important dans la toxicité globale de l’Aβ pour les neurones corticaux en culture.

L’ensemble des résultats que nous avons obtenus nous permet d’établir une séquence chronologique putative des événements qui conduisent à l’expression des effets toxiques des AβO (Fig. 18) :

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Figure 18 : Séquence putative des événements conduisant à l’expression des effets toxiques des AβO.

De plus les résultats obtenus permettent d’inférer que les hypothèses suivantes : - Augmentent la concentration du glutamate dans la fente synaptique soit par un

relargage provenant du bouton présynaptique et/ ou des astrocytes soit par inhibition du système de recapture par les EAAT.

- Induisent un transport latéral des NMDAR2B

- Interagissent avec les mGluR5, favorisent leur agrégation dans la zone synaptique, les activent en s’y engageant, et exercent des effets délétères sur le fonctionnement des NMDAR et l’homéostasie du Ca2 + cytosolique intra neuronal.

- Susciteraient un influx massif de Ca2+ à hauteur des épines dendritiques, et participeraient au processus de LTD.

À titre d’hypothèse, nous schématisons dans la Figure 19 les mécanismes susceptibles d’être impliqués dans la toxicité des AβO, et dans sa prévention par des antagonistes de différents récepteurs du glutamate.

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A

B

Figure 19 : Représentation schématique des événements impliqués dans la toxicité des AβO [A] et de leur prévention par des antagonistes de différents récepteurs du glutamate [B].

PosterAD/PD 2015: Neurodegeneration induced by Ab oligomeric fractions : Role of NMDA receptors and mGluR5 Maud Combes, Philippe Poindron, Jean Mariani and Noelle Callizot

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4.1.4. Toxicité chronique du peptide Aβ induite par l’activation de la