Identification des facteurs oligodendrogliaux sécrétés impliqués dans la formation des Nœuds de Ranvier du Système Nerveux Central
Institution:
Sorbonne universitéDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The clustering of sodium channels (Nav) at the nodes of Ranvier is a crucial step to allow fast saltatory conduction along myelinated axons. Three complementary mechanisms that can compensate for each other have been shown to work together to assemble a node of Ranvier (CNS): restriction of nodal protein diffusion by paranodal junction formation, anchoring to scaffolding proteins and interaction with extracellular matrix (ECM) proteins. Oligodendrocytes, the myelinating glial cells of the CNS contribute to nodal assembly both by direct contact at the paranodes and through the influence of secreted cues, that are able to induce nodal protein clustering. Nav cluster formation on unmyelinated axons under the influence of oligodendrocyte conditioned medium (OCM) has been previously described on retinal ganglional cells and hippocampal GABAergic neurons. However, the precise nature of the factors carrying this effect remains elusive. During this thesis, I focused on the description of mechanisms underlying the clustering of nodal protein under OCM influence, and more precisely on the identification of the factors carrying this effect. This work shows that among proteins identified in the OCM, contactin-1 (CNTN) is able, in association with MEC proteins, either Tenascin-R or Phosphacan, to induce clusters of Nav on axons, in the absence of myelin. The key role of CNTN has been demonstrated by three experimental strategies: induction of prenodes formation under the influence of recombinant protein, reduction of OCM ability to induce clustering after CNTN depletion and restoration of its activity after recombinant protein supplementation. Another aspect of this work was the study of mechanisms at stake on the neuronal side. Nav clustering requieres a complex neuronal response involving protein synthesis, trafficking and neuronal maturation. Taken together, theses results allow a better understanding of CNS nodes of Ranvier assembly mechanisms, by the precise identification for the first time of oligodendroglial-secreted CNTN as able to induce CNS nodal protein clustering.
Abstract FR:
L’aggrégation des canaux sodiques (Nav) aux nœuds de Ranvier est une étape importante pour l’établissement d’une conduction électrique saltatoire rapide le long des axones myélinisés. L’assemblage des nœuds dans le SNC est sous la dépendance de trois mécanismes complémentaires : la restriction de la diffusion des protéines nodales sous l’influence de la formation des paranœuds, l’ancrage aux protéines du cytosquelette, et l’interaction avec les protéines de matrice extracellulaire (MEC). L’interaction avec les cellules gliales myélinisantes (oligodendrocytes) influence à la fois la formation des nœuds par la formation des jonctions paranodales, et sous l’influence de facteurs oligodendrocytaires sécrétés qui sont capables de déclencher le clustering des protéines nodales. La formation de clusters de Nav en l’absence de myéline, sous l’influence du milieu conditionné d’oligodendrocytes (MCO), sur des axones de cellules ganglionnaires de la rétine, ou de neurones GABAergiques de l’hippocampe a ainsi été décrite. Lors de ma thèse, je me suis focalisé sur la compréhension des mécanismes à l’œuvre dans le clustering des protéines nodales sous l’influence du MCO. Ce travail montre que parmi les protéines identifiées dans le MCO, la contactin-1 (CNTN) est capable, en association à des protéines de MEC, la Tenascin-R ou le Phosphacan, d’induire la formation de prénœuds le long d’axones en l’absence de myéline. L’importance de la CNTN a été démontrée par trois stratégies expérimentales complémentaires : l’induction des prénœuds sous l’inflence de l’ajout de protéines recombiante, la dimiution de l’activité du MCO après déplétion en CNTN, et la restauration de cette activité avec la supplémentation du MCO déplété en CNTN recombinante. Sur le versant neuronal, la formation de ces prénœuds nécessite une réponse cellulaire complexe, impliquant synthèse et trafficking protéique ainsi que la maturation neuronale. Dans l’ensemble, ces résultats renforcent notre connaissance des mécanismes d’assemblage des nœuds de Ranvier dans le SNC, en permettant pour la première fois l’identification précise d’un facteur oligodendroglial sécrété capable d’induire le regroupement des protéines nodales.