Unité de recherche : Neurocentre Magendie
Équipe : Relations glie-neurone
Directeur de thèse : Stéphanie Chevallier
Titre du projet :
Etude in vivo et in vitro de l’effet neuroprotecteur de la Protéine X du Borna Virus dans un model murin de SLA
Description de la problématique de recherche
La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative fatale et incurable caractérisée par une perte sélective et progressive des motoneurones spinaux et bulbaires et des neurones corticospinaux. L’étiologie de cette maladie reste à ce jour mal connue et sans traitement curatif. Toutefois, parmi les phénomènes physiopathologiques observés chez les patients et dans les modèles animaux, les anomalies mitochondriales sont constantes. Ces anomalies aboutissent notamment à des altérations du métabolisme énergétique. Récemment nous avons pu montrer dans un modèle murin de SLA, des défauts de production d’ATP, une augmentation paradoxale de la respiration mitochondriale ainsi que des altérations de la dynamique des mitochondries (Szelechowski et al, 2018). Ces altérations mitochondriales semblent jouer un rôle important dans la mort sélective des neurones moteurs qui ont une forte demande énergétique (Le Masson et al, 2014). Rétablir les fonctions mitochondriales pourrait donc être une piste thérapeutique d’intérêt dans le développement de nouvelles thérapies contre la SLA.
C’est pourquoi nous nous intéressons au Bornavirus. Ce virus est non-cytolytique mais neurotrope, et sa persistance dans le système nerveux central dépend fortement de l’expression d’une protéine unique, la protéine X qui cible la mitochondrie. Il a été précédemment démontré que l’expression isolée de la protéine X, permettait de bloquer précocement les processus neurodégénératifs dans un modèle murin toxique de la maladie de Parkinson (Szelechowski et al, 2014). L’intégrité des neurones était préservée grâce au maintien d’une activité mitochondriale physiologique et au blocage de l’induction apoptotique.
Appliqué à notre modèle murin de SLA (les souris SOD1G93A), des travaux récents réalisés au laboratoire sur des cultures primaires de motoneurones ont montré que les défauts de quantités d’ATP observés précédemment (Szelechowski et al, 2018) étaient restaurés en présence de la protéine X . D’autre part une étude in vivo a mis en évidence un rôle neuroprotecteur de la protéine X. L’administration de cette protéine au moyen d’un vecteur viral canin (CAV2) ou de son peptide dérivé (PX3) a permis de ralentir la progression des déficits moteurs et la perte des unités motrices observées chez les souris SOD. Toutefois, et malgré ces résultats encourageants, le nombre de motoneurones dans lesquels s’exprime de façon effective la protéine X reste limité par la diffusion du peptide après inhalation intra nasale ou par injection intramusculaire aux seuls motoneurones innervant ces muscles.
Dans le présent projet, nous proposons dans une première partie de poursuivre l’étude du rôle protecteur de la protéine X dans la SLA tout en optimisant son mode d’administration afin d’améliorer sa pénétration effective dans les motoneurones. Nous utiliserons le vecteur viral AAVrh10 reconnu pour sa capacité à transduire efficacement dans la moelle épinière après injection IV et dont l’utilisation a permis de développer une thérapie génique efficace dans le modèle SOD1G93A. L’évolution de la maladie chez les souris SOD1 ayant reçu l’AAV10- X sera suivi par différentes techniques rendant compte de la progression de la SLA: tests moteurs (rotarod), enregistrements électromyographiques (muscle triceps surae), immunohistochimies (motoneurones , neurones corticospinaux, jonction neuromusculaire, glie et microglie). Une étude de survie sur une large cohorte sera également menée. La progression de la maladie chez ces animaux sera comparée à celle de souris SOD 1 contrôles ayant reçu une protéine X mutée (XA6A7) pour son adressage à la mitochondrie.
Une deuxième partie de ce projet se propose de mieux comprendre le mécanisme d’action de la protéine X sur les déficits bioénergétiques mitochondriaux des motoneurones et des neurones corticospinaux. L’activité mitochondriale (respiration, production d’ATP et production de ROS) et la dynamique mitochondriale (morphologie mitochondriale, activité de fission /fusion) seront étudiée in vitro dans des cultures primaires de motoneurones spinaux et dans des cultures primaires de cortex moteur en présence de la protéine X ou de la protéine X mutée.
Enfin, toutes ces expériences seront réalisées non seulement sur le modèle se souris SOD1G93A mais également sur le modèle SOD1G86R afin de confronter les résultats sur deux modèles à l’expression différente de la maladie.
Nous pensons que la réalisation de ce projet permettra à la fois d’augmenter l’effet neuroprotecteur de la protéine X et également de mieux comprendre son mécanisme d’action. Cette étude devrait ainsi permettre d’accroitre le potentiel thérapeutique de la protéine X et d’ouvrir de nouvelle voie pour une application chez l’homme.
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http://www.adum.fr/as/ed/voirproposition.pl?langue=fr&site=edsv&matricule_prop=28089&labos=
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