Cours 6 - Sélection des cibles cellulaires (complet)

Question 1

Nommer les 5 étapes du ciblage cellulaire

Answer 1

1) Défasciculation
2) Pénétration et rétention des cibles
3) Formation des cartes topographiques
4) Formation des couches synaptiques
5) Ciblage cellulaire et synaptique

Question 2

Nommer et décrire brièvement les trois mécanismes de défasciculation, et des exemples de molécules impliquées si pertinent

Answer 2

1) Hypothèse labelled pathways : axones pionniers expriment dynamiquement CAMs particuliers qui guident axones suiveurs. Ces CAMs peuvent être inactivés lorsque défasciculation nécessaire
Ex. Fasciclin II,

2) Modifs post-trad molécules d’adhésion : ajout d’un acide sialique sur partie extracellulaire d’un CAM (NCAM surtout) diminue son adhésion homophilique, donc défasciculation
3) Exprimer/rencontrer molécules anti-adhésion : expression de BEAT sur l’axone par exemple induit défasciculation

Question 3

Quelle structure du SNA sympathique permet une bonne étude du développement de l’innervation? Pourquoi?

Answer 3

Ganglion cervical supérieur (SCG)

Pcq sert de relai facile d’accès entre la moelle épinière et les structures périphériques à innerver

Question 4

Qu’est-ce qu’une neutrophine (classe, rôle, etc.)? Donner quelques exemples de neutrophines communes

Answer 4

Facteur diffusible ATTRACTIFS qui servent à attirer les axones dans une cible cellulaire.
Ex. NT-3, BDNF, NGF

Question 5

Vrai/Faux : comme toutes les molécules diffusibles attractives, les neutrophines agissent seules

Answer 5

Faux, elle agissent conjointement avec leur récepteur, sans lequel il n’y aurait pas d’attraction

Question 6

Vrai/Faux : différentes neutrophines sont sécrétées par différents tissus cibles à différents moments pour attirer différentes population de neurones (patron d’expression spatio-temporel)

Answer 6

Vrai

Question 7

Quelle est la molécule qui signale que le cône de croissance doit ralentir pcq arrivé dans sa cible?

Answer 7

Facteur de croissance FGF, spécifiquement la diminution de sa concentration signale l’arrivée dans le tissu cible

Question 8

Vrai/Faux : le ralentissement de l’axone dans sa cible est associé à sa ramification

Answer 8

Vrai

Question 9

Quelles molécules servent de signaux de ramification de l’axone?

Answer 9

Molécules diffusibles RÉPULSIVES

Question 10

Nommer le mécanisme qui empêche les axones de sortir du tissu cible

Answer 10

Patrouille frontalière : molécules répulsives se positionnent sur le périmètre du tissu pour repousser les axones qui voudraient sortir.

Question 11

Donner les deux caractéristiques de la rétention axonale que l’exemple du thalamus et des afférences rétiniennes nous apprend

Answer 11

1) Axones ont des préférences RELATIVES entre les cibles (en l’absence de leur cible primaire, ils ne meurent pas, se dirigent vers une cible LIBRE)
2) Peut y avoir compétition entre axones au sein d’une même cible

Question 12

Vrai/Faux : par rapport aux cartes topographiques, la zone corticale occupée par une région anatomique est proportionnelle au volume de l’innervation de cette cible

Answer 12

Vrai

Question 13

Les axones présynaptiques du SCG peuvent se régénérer, et lorsqu’ils le font, ils se reconnectent à leur cible originale. Comment est-ce possible que les axones de différents endroits puissent reconnaître des cellules cibles spécifiques d’un même tissu?

Answer 13

Pcq présence d’étiquettes positionnelles au niveau des axones et au niveau des cibles, vrai pour tous les systèmes, pas slm SCG

Question 14

Vrai/Faux : si on inverse le globe oculaire d’une grenouille dans les axes dorso-ventral et antéro-postérieur, les régions spécifiques ne se connecteront pas au bon endroit (ex. Rétine post-tectum post)

Answer 14

Faux, elles se connecteront tjrs au bon endroit, mais la perception de la grenouille sera modifiée

Ex. Mouche dans le champ visuel supérieur droit, la mouche attaquera dans le champ visuel inférieur gauche (vu que son globe est inversé, l’image est mal interprétée dans le tectum, mais pas à cause des connexions)

Question 15

Expliquer l’hypothèse de la chimioaffinité

Answer 15

Chaque cellule nerveuse est étiquetée de manière unique par des molécules chimiques ayant une affinité pour d’autres, qui déterminent les connexions futures.

Question 16

Que sont Ephrins et Eph? Comparer Ephrin A et B

Answer 16

Ephrins sont des ligands, Eph sont leur récepteur (pour Ephrin A on a le récepteur Eph A)

A - lié à membrane par une ancre lipidique, donc qui peut être sécrété
B - a un domaine transmembranaire qui le lie à membrane, donc peut pas être sécrété

Question 17

Pourquoi la signalisation des Ephrins/Ephs est-elle dite bidirectionnelle?

Answer 17

Pcq les ligands (Ephrins) ET les récepteurs (Ephs) peuvent induire une cascade de signalisation engendrant une réponse axonale

Question 18

Décrire le rôle des Ephrins A et leurs récepteurs dans le ciblage des axones rétiniens vers le tectum

Answer 18

Existe gradient antéro-postérieur (haute concentration en postérieur) d’Ephrin A dans tectum, et gradient naso-temporal (haute concentration en temporal) d’EphA3 (récepteur pour Ephrin A) dans rétine, interaction entre les deux résulte en une répulsion.

Neurones temporaux expriment bcp EphA3, donc sont fortement repoussés par Ephrin A dans tectum postérieur. S’installent donc en antérieur.
Neurones nasaux expriment peu EphA3, donc répondent peu/pas à répulsion Ephrin A dans tectum postérieur. S’installent donc en postérieur.

Question 19

Décrire le rôle des Ephrins B et leurs récepteurs dans le ciblage des axones rétiniens vers le tectum

Answer 19

Gradient d’Ephrins B spécifiques en dorsal de rétine et d’EphB spécifique correspondante en ventral du tectum. Aussi gradient d’Ephrins B et d’EphB DIFFÉRENTES en ventral de rétine et dorsal de tectum.

Interaction ATTRACTIVE entre les Ephrins B et leurs récepteurs

Question 20

Vrai/Faux : la sélection des couches synaptiques du cortex cérébral se fait par répulsion

Answer 20

Faux, par ATTRACTION (par le biais d’Ephrin A et NT-3)

Question 21

Vrai/Faux : dans la moelle épinière, la sélection des couches synaptiques se fait par répulsion

Answer 21

Vrai

Question 22

Par quel moyen se fait la sélection des couches synaptiques dans la rétine?

Answer 22

Interactions homophiles entre CAMs

Question 23

Comment peut-il y avoir assez de CAMs pour marquer spécifiquement chaque paire de neurone et cellule cible?

Answer 23

Gène Dscam chez drosophile par exemple : hautement variable (centaine d’exons) permettant bcp d’isoformes (de l’ordre des dizaines de millier). Chaque neurone peut ensuite exprimer une dizaine d’isoformes ce qui constitue un nombre quasi-illimité de combinaisons

Question 24

Comment est-ce que les axones ciblent les cellules spécifiques dans un tissu? Expliquer l’exemple de la vulve de nématode et du système neuromusculaire drosophile

Answer 24

Par chimioaffinité, selon le ratio et la combinaison de multiples signaux attractifs et répulsifs. Autrement dit, l’expression RELATIVE (les uns aux autres) des signaux vont guider le ciblage cellulaire.

Nématode : Syg-1 et Syg-2 molécules d’adhésion, si on exprime Syg-1 sur cellules épithéliales aléatoires, celles-ci seront systématiquement innervées par motoneurone exprimant Syg-2. Donc axone ayant Syg-2 cible tissu ayant Syg-1.

Drosophile : Selon ratio entre Netrin (diffusible attractif), FasII (CAM homotypique) et SemaII (diffusible répulsif), il y aura plus ou moins de connexions des motoneurones avec les fibres concernées.

Question 25

Vrai/Faux : si on a plus de molécules attractives et répulsives dans un tissu, celui-ci attirera plus d’axones

Answer 25

Faux, la concentration des attractifs/répulsifs n’est pas importante, slm les ratios entre les deux.

Question 26

Qu’est-ce qu’une carte topographique discontinue, par opposition à une continue?

Answer 26

Continue : basée sur l’espace (ex. système visuel, régions spécifiques de la rétine projettent vers régions spécifiques anatomiquement correspondantes du tectum)

Discontinue : basée sur les caractéristiques, les attributs, la fonction (ex. système olfactif, neurones d’une même odeur projettent au même endroit, peu importe leur localisation)

Question 27

Vrai/Faux : les récepteurs olfactifs sont les seuls déterminants du ciblage cellulaire dans le bulbe olfactif (même récepteur cible même glomérule) pour former une carte topographique continue

Answer 27

Faux, il y a d’autres facteurs qui peuvent se combiner et contribuer, tout ceci pour former une carte topographique DISCONTINUE basée sur l’odeur détectée par le récepteur

Question 28

Expliquer la formation de la carte topographique olfactive via médiation par récepteurs olfactifs

Answer 28

1) Trouver bonne zone du bulbe ou projeter : AVANT EXPOSITION AUX ODORANTS (embryon), récepteurs olfactifs sur corps cellulaires de neurones olfactifs régulent AMPc qui contrôle expression de récepteurs de molécules de guidage.
- Permet établir trajectoire axones en croissance vers bonne zone bulbe.

2) Trouver bon glomérule à connecter : récepteurs odorants sur axones olfactifs régulent expression molécules d’adhésion et répulsives.
- Permet fasciculation et convergence FINALE axones bon glomérule

Question 29

Vrai/Faux : chez tous les animaux, il y a surcroissance initiale des axones, qui est raffinée par la suite.

Answer 29

Faux, seuls le poulet et les mammifères ont ce mécanisme, le poisson et la grenouille par exemple ont des axones qui se projettent directement aux bons endroits.

Question 30

Qu’est-ce qui permet le raffinement axonal après la surcroissance initiale?

Answer 30

L’activité neuronale, l’axone sera raffiné jusqu’à l’endroit ou il y a le plus d’activité, pcq l’axone considère que c’est l’endroit ou il devrait être.

Question 31

Qu’est-ce que la plasticité des connexions synaptiques? Donner un exemple

Answer 31

Les axones et leurs synapses peuvent se déformer, se reformer ailleurs, ou même se déplacer selon l’activité neuronale.

Ex. si on ampute un doigt, afférences des autres doigts vont envahir espace cortical occupé par doigt amputé