Sélection des cibles cellulaires - Cours 7 Flashcards
Quelles sont les étapes du ciblâge cellulaire?
1- Défasciculation
2- Pénétration et rétention des cibles
3- Formation des cartes topographiques
4- Formation des couches synaptiques
5- Ciblage cellulaire et synaptique
Quelles sont les molécules d’adhésions de la matrice extracellulaire?
Laminine
Fibronectine
Collagène
Vibronectine
Récepteur : Les intégrines
Quelles sont les molécules d’adhésion membranaires?
Différentes familles de molécules d’adhésion : CAMs et cadhérines
Quelle molécule joue un rôle dans la fasciculation chez la drosophile?
FasciclinII (Fas II = CAM)
Quelle hypothèse dit que les axones pionniers expriment des CAMs particulières qui guident les axones suivants?
L’hypopthèse “labelled pathways”
Comment les axones fasciculés peuvent-ils être dé-fasciculés?
1- Exprimer différentes molécules d’adhésion
2- Modifications post-traductionnelles de molécules d’adhésion
3- Exprimer ou rencontrer des molécules anti-adhésion (Ex : BEAT)
Donnez un exemple de modification post-traductionnelles de molécules d’adhésion
NCAM (CAM ubiquitaire) est modifié par l’ajout de molécules d’acide sialique sur sa partie extracellulaire, ce qui diminue l’adhésion homophilique de NCAM
Qu’est-ce qui élimine l’acide sialique? Quelle est la conséquence ?
L’enzyme Endo-N
Cela induit la fasciculation prématurée et des erreurs de guidage : les axones entrent dans les mauvais nerfs périphériques
Qu’est-ce que l’on étudie pour comprendre la pénétration et rétention des cibles?
Étudier la pénétration dans un tissu cible au sein du système nerveux autonome : Neurones pré-ganglionnaire, ganglion cervical supérieur (SCG) (un modèle périphérique accessible et simple pour étudier l’innervation des tissus cibles)
Quelles sont les différentes neurotrophines?
NGF
BDNF
NT-3
NT-4/5
Quels sont les différents récepteurs de neurotrophines?
TrkA
TrkC
TrkB
p75
Que fait un KO de NT3?
Un KO de NT3 + Injection de NT3?
KO NT3 = Les axones n’envahi pas
KO NT3 + Inj. NT3 = Les axones re-envahissent
En quoi les neurotrophines sont essentiels?
Pour la pénétration des cibles
Pour la cochlée, que fait un KO de TrkB et TrkC?
Pas d’innervation de la cochlée
Pour la cochlée, que fait un remplacement de NT3 par du BDNF?
Trop d’innervation de la cochlée
Qu’est-ce que le ralentissement des axones dans la cible? Donnez un exemple
Les cônes de croissance ralentissent dans la région des cibles appropriées
Ex : Diminution du niveau d’un facteur de croissance (FGF) comme signal de ralentissement dans la voie optique (tectum)
Qu’est-ce qui agit comme signal de ramification de l’axone?
Molécules répulsives
Quels sont les signaux répulsifs identifiés grâce au comportement d’effondrement des cônes ?
Semaphorin
Neuropilin
Plexin (collapsin)
Qu’est-ce qui empêche le criblage inapproprié?
Une patrouille frontalière de molécules répulsives
Quel modèle est utilisé pour étudier l’innervation des tissus cibles dans le système nerveux central?
Le thalamus
Quels noyaux du thalamus sont utilisés pour étudier la rétention des axones dans la cible?
-Le noyau ventro-basal (VBN) qui reçoit les informations sensorielles de la peau
-Le noyau géniculé latéral (LGN) qui reçoit les informations sensorielles de la rétine
Donnez un exemple qui valide que la perte d’une cible appropriée conduit à la formation de synapses inappropriées dans des zones libres
Pendant le développement, les neurones de la rétine projettent un peu dans le VBN = transitoire
Si les projections corticales des neurones rétiniens sont coupées, alors ceux-ci conservent leur projection dans le VBN
Vrai seulement si le VBN est libre
Par quoi l’innervation des cibles est-elle renforcée?
Par une patrouille frontalière de signaux répulsifs
Comment les axones de différents endroits sont-ils capables de reconnaitre des cellules cibles spécifiques dans un même tissu?
Il semble y avoir des étiquettes positionnelles au niveau des cibles et au niveau des axones
Qu’est-ce que l’expérience sur le système visuel de la grenouille (rotation 180 degrés) nous a permis de comprendre?
1- Les cellules de la cible au niveau du tectum doivent être étiquetées d’une certaine manière pour que les axones des neurones rétiniens les “retrouvent”
2- Les neurones qui projettent sont étiquetés d’une certaine manière selon leur position d’origine (un neurone né en ventral continuera de projeter comme un neurone ventral même si on le change de position)
Quelle hypothèse dit que chaque cellule est “étiquetée” de manière unique?
L’hypothèse de la chimioaffinité
Comment l’hypothèse de la chimioaffinité se concrétise dans le tectum?
Il existe une/des molécules répulsives, ancrées par des lipides, au niveau du tectum postérieur, qui repoussent la croissance des neurones temporaux (Ephrin A2, A5)
Quelle est la signalisation bi-directionnelle de l’ephrins/Eph?
Ephrin A (liée à la membrane, peut être sécrétée) est captée par le récepteur EphA
Ephrin B (transmembrannaire, pas sécrétée) est capté par le récepteur EphB
Expliquez la projection rétino-tectale dû à Ephrins/Eph
-Il existe des gradients A/P d’Ephrin-A2/5 (ligand) dans le tectum (plus dans postérieur)
-Il existe des gradients N/T d’EphA3 (récepteurs) dans la rétine (plus dans temporal)
-Les neurones temporaux expriment beaucoup de EphA3 et répondent donc fortement à la répulsion postérieure de EphrinA2/A5 dans le tectum : Ils sont fortement répulsés vers l’antérieur
-Les neurones nasaux expriment peu de EphA3 et répondent donc peu/pas à la répulsion postérieure de EphrinA2/A5 dans le tectum : Ils ne sont pas répulsés et vont donc postérieurement
-On a une gradation d’affinité ligand/récepteur qui va permettre de compiler la carte rétinotopique
Quelle est la différence dans la projection rétino-tectale dédiée par Ephrins/Eph entre la grenouille et la souris?
Grenouille : Attraction par signalement inverse. Le signal est transcrit par le ligand dans l’axone en migration
Souris : Attraction par signalement direct. Le signal est transcrit par le récepteur dans l’axone en migration
Pour la projection rétino-tectale, que se passe-t-il dans la dimension dorso-ventrale?
C’est le couple EphB/Ephrin B qui est sollicité à travers un gradient d’attraction
Comment se fait la sélection des couches synaptiques pour les couches corticales?
Par attraction
Comment se fait la sélection des couches synaptiques dans la moelle épinière?
Par répulsion
Comment se fait la sélection des couches synaptiques dans la rétine?
Par interaction homophiles de CAMs
Qu’est-ce que le gène Dscam?
Chez la drosophile
95 exons variables = 38 000 isoformes possibles
Fonction via interactions homophones exclusivement
Chaque neurone peut exprimer une dizaine d’isoformes différents
Nombre de combinaisons quasi-illimité
Sert à la sélection des couches synaptiques
Expliquez le ciblage cellulaire et synaptique de la vulve de nématode
Les axones ciblent des cellules spécifiques via des molécules d’adhésion complémentaires entre axone et cellule cible
-Un motoneeurone bien spécifique (HSN) chez le vers hermaphrodite innerve la vulve
-Cette innervation est perdue chez mutant Syg-1 et Syg-2
-Syg-1 et Syg-2 sont des molécules d’adhésion de la famille des IgG
-Si on exprime Syg-1 sur des cellules épithéliales aléatoire, celles-ci seront innervées par le motoneurone qui exprime Syg-2
Expliquez le ciblage cellulaire et synaptique du système neuromusculaire de la drosophile
-40 neurones moteurs/segment
-Chaque cône de croissance touche environ 30 cellules musculaires avant de faire des synapses avec seulement 1-2
-Expression dans les cellules musculaires de Netrin (diffusible, attractif), FasII (CAM homotypique) et SemaII (diffusible, répulsif)
-Le cône de croissance TN d’innerve aucun des muscles 6 et 7, alors que le cône de croissance RP3 innerve une cellule musculaire du muscle 6 et 7 chez les WT
-Les axones ciblent des cellules spécifiques dans un tissu en se basant sur la combinaison et le ration de multiples signaux attractifs et répulsifs
-C’est la combinaison de plusieurs signaux et leur expression/abondance relative qui va guider un criblage cellulaire spécifique
Pour le système neuromusculaire de la drosophile :
Qu’est-ce qui mène à une innervation du muscle 6 par TN et un désinnervation du muscle 7 par RP3?
Augmentation de FasII dans le muscle 6 seulement
Pour le système neuromusculaire de la drosophile :
Qu’est-ce qui mène à une innervation des muscles 6 et 7 de TN?
Augmentation de Netrin ou FasII
OU
Diminution de SemaII
Pour le système neuromusculaire de la drosophile :
Qu’apporte une augmentation de Netrin, FasII et SemaII?
Aucun changement pour TN
Pour le système neuromusculaire de la drosophile :
Qu’est-ce qui apporte une désinnervation de RP3 sur le muscle 6 et 7 ?
Diminution de Netrin
OU
Augmentation de SemaII
Pour le système neuromusculaire de la drosophile :
Qu’est-ce qu’apporte une augmentation de Netrin et SemaII ou une diminution de SemaII et et Netrin?
Ne change rien pour RP3
Quelles sont les types de cartes topographiques?
Continue : Basée sur l’espace (système visuel)
Discontinue : Basée sur une qualité/un attribut (système olfactif)
Les récepteurs olfactifs pourraient-ils servir de signaux de guidage pour établir une carte discontinue du système olfactif?
Oui, les récepteurs olfactifs jouent un rôle dans le criblage cellulaire car sans récepteurs, les axones ne convergent pas
Mais les récepteurs ne sont pas les seuls facteurs pour ce criblage puisque un changement d’endroit du récepteur mène à une convergence vers un autre endroit
Rôle de d’autres facteurs/combinaison de facteurs
Quelles sont les 2 étapes de la conception de la carte topographique du système olfactif?
1- Trouver la bonne zone sur laquelle projeter
2- Trouver le bon glomérule à connecter
Expliquez comment se fait l’étape 1 de la conception de la carte topographique du système olfactif : Trouver la bonne zone sur laquelle projeter
Chez l’embryon, avant même l’exposition aux odorants :
- Les récepteurs olfactifs sur les corps cellulaires des neurones olfactifs régulent l’activité de l’adénylate cyclase, qui produit le messager cAMP
- cAMP régule l’activité du facteur de transcription CREB, qui contrôle l’expression des récepteurs pour des molécules de guidage
Impacts sur la trajectoire que vont suivre les axones en croissance pour choisir la zone du bulbe olfactif à cibler
Expliquez comment se fait l’étape 2 de la conception de la carte topographique du système olfactif : Trouver le bon glomérule à connecter
Les récepteurs olfactifs (OR) sur les axones des neurones olfactifs régulent l’activité de canaux ioniques, qui vont promouvoir l’expression de molécules d’adhésion et molécules répulsives -> impact sur la fasciculation et la convergence finale des axones au niveau du bon glomérule
Comment se fait le raffinement des connexions au cours du développement?
-Chez le poisson et grenouille, les axones rétiniens se projettent directement aux bons endroits
-Chez le poulet et souris, il y a une surcroîssance initiale qui est raffinée par la suite
-Un raffinement similaire peut continuer pendant toute la vie
Comment se fait le raffinement des connexions pendant la croissance chez le poisson?
-La rétine se développement circonférenciellement (comme un arbre)
-Le tectum se développe principalement vers le postérieur
-Les axones rétiniens refont continuellement leurs connexions afin de maintenir une carte topographique
-Il existe une plasticité des connexions synaptiques en fonction de leur environnement relatif
