Etude des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les effets neuroprotecteurs du PACAP sur la mort neuronale induite par l’éthanol au cours du développement du cervelet de rat
Une consommation d’alcool au cours de la grossesse ou de l’allaitement peut altérer le développement du système nerveux central de la descendance et engendrer un syndrome d’alcoolisation fœtale. L’ensemble des structures du système nerveux central est affecté par l’alcool et en particulier le cervelet. Le traitement des neurones en grain du cervelet de rat en culture avec de l’éthanol compromet leur différenciation et diminue fortement leur survie et ces effets peuvent être bloqués par un co-traitement par le pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP).
Quelques protéines impliquées dans l’action neuroprotectrice du PACAP ont été identifiées mais un grand nombre reste à découvrir. Une étude protéomique par électrophorèse bidimensionnelle couplée à la spectrométrie de masse nous a permis de caractériser et d’identifier une protéine dont l’expression est induite après 6 h de traitement en présence de PACAP, la peroxiredoxine 2 (PRX 2). Cette protéine appartient à une famille d’enzymes antioxydantes jouant un rôle crucial dans le contrôle du stress oxydatif. La régulation de la PRX 2 par le PACAP implique les voies de l’AMPc et de la PKC. Le traitement des neurones en grain avec de l’éthanol induit également une augmentation durable des taux d’expression de la PRX 2, suggérant l’existence d’un mécanisme de compensation engendré par les neurones vivants pour se protéger en cas d’exposition à un stress. L’utilisation d’ARNs d’interférence dirigés contre le gène codant la PRX 2 réduit significativement l’expression de la protéine et bloque la capacité du PACAP à inhiber l’activité caspase-3 ou à favoriser la survie cellulaire lorsque les neurones en grain du cervelet sont cultivés dans des conditions qui favorisent leur entrée en apoptose. Ces résultats suggèrent que la PRX 2 joue un rôle important dans l’effet neuroprotecteur du PACAP.
Il est clairement établi que le PACAP protège les neurones en grain en culture des actions néfastes de l’alcool. Nous avons étudié la capacité de ce peptide à bloquer in vivo les effets neurotoxiques de l’alcool au cours du développement du cervelet. Pour se faire, des ratons âgés de 8 jours ont reçu 2 injections à 2 h d’intervalle d’éthanol et/ou de PACAP par voie intra-péritonéale et sub-arachnoïdienne, respectivement. Les résultats révèlent que le PACAP réduit les effets délétères de l’alcool dans le test de géotaxie négative connu pour évaluer le niveau de maturation du cervelet. De plus, les analyses par PCR quantitative montrent que l’induction des gènes pro-apoptotiques jun et bax par l’éthanol est significativement réduite en présence de PACAP alors que l’expression des gènes anti apoptotiques c-fos et bcl-2 est accrue en présence du peptide. L’éthanol provoque également une activation de la caspase-3 qui s’est avérée partiellement bloquée par une co administration d’alcool et de PACAP. De plus, nous avons montré que l’alcool et le PACAP régulent des voies distinctes de la différenciation neuronale puisque l’éthanol réduit les taux d’ARNm codant la sous-unité alpha-6 du récepteur GABAA alors qu’une co-administration de PACAP augmente l’expression du NGF et de la neuroD2. Ces régulations géniques et enzymatiques conduisent à une modification de l’épaisseur des couches du cortex cérébelleux associée à une régulation du nombre de cellules qui les composent.
L’ensemble de ces données indiquent que la PRX 2 joue un rôle important dans l’effet neuroprotecteur du PACAP et démontre que ce peptide est en mesure de bloquer in vivo la mort neuronale induite par l’alcool comme cela avait précédemment été décrit in vitro.
Mots clés : éthanol, PACAP, cervelet, peroxiredoxine 2, différenciation neuronale, apoptose, comportement
Présentée le 07 septembre 2009
Laboratoire où a été préparée la thèse:
Inserm U413, EA 4310, Laboratoire de Différenciation et Communication Neuronale et Neuroendocrine, IFRMP 23, Université de Rouen, Place Emile Blondel, 76821 Mont-Saint-Aignan Cedex..
Nom du Directeur de thèse : Dr David Vaudry
