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| - Le développement du système nerveux central des mammifères implique des cellules souches pluripotentes qui se différencient en progéniteurs restreints, afin de générer neurones, astrocytes et oligodendrocytes. La neurogenèse est associée à une apoptose massive qui est fondamentale pour le bon développement du cerveau. Cette mort cellulaire programmée est la conséquence de la compétition pour des facteurs de croissance, mais elle peut aussi être provoquée par des dommages irréversibles de l'ADN et/ou par des interactions intercellulaires spécifiques impliquant des récepteurs comme Fas/Apo-1/CD95. Afin d'étudier les mécanismes d'apoptose affectant plus spécifiquement les cellules souches et les progéniteurs nerveux, nous avons cherché à déterminer les effets sur ces cellules d'un stress génotoxique, une irradiation gamma, et du peptide β-amyloïde qui est impliqué dans la maladie d'Alzheimer. Nous avons observé qu'une irradiation de 2 Gy, de cerveaux d'embryons murins au stade E 14,5 entraînait dès 4h l'induction d'une forte apoptose autour des ventricules latéraux, qui concernait les progéniteurs nerveux exprimant la nestine, alors que les cellules plus différenciées n'étaient pas affectées. L'étude de la phosphorylation de la protéine histone H2AX qui forme des foyers nucléaires autour des cassures double-brins de l'ADN, nous a permis de montrer que cette variation de sensibilité en fonction du stade de différenciation n'était pas liée à des différences dans l'intensité des dommages subies par les cellules, mais bien par des réponses distinctes propres à chacun des types cellulaires. Nous avons alors mis en place un modèle de culture primaire en neurosphères de cellules télencéphaliques murines, qui permet un enrichissement en progéniteurs nerveux. Nous avons pu démontrer la fonctionnalité de la voie Pas dans cette population cellulaire en induisant l'apoptose avec un anticorps agoniste anti-Fas. L'étude de précurseurs nerveux issus de différentes souris ayant un gène inactivé (fas ou p53), nous a permis d'observer un rôle spécifique de Pas, en liaison avec la protéine p53 dans la réponse des précurseurs nerveux à l'irradiation gamma. Le peptide β-amyloïde entraîne, à la fois, la différenciation et l'apoptose des progéniteurs nerveux cultivés en neurosphères. Toutefois l'apoptose induite par ce peptide n'utilise pas les mêmes mécanismes que l'apoptose radio-induite. En effet, nous avons démontré qu'elle n'impliquait pas la voie Fas et qu'elle pouvait survenir de manière caspases-indépendante. Au total, ces travaux montrent que les précurseurs nerveux sont particulièrement sensibles au stress radiatif, ainsi qu'au peptide β-amyloïde. Ceci devrait être pris en compte dans les approches thérapeutiques ayant recours à la radiothérapie pour le traitement des cancers à localisation cérébrale ou pour le développement de stratégies régénératrices basées sur l'utilisation de cellules souches nerveuses pour le traitement de la maladie d'Alzheimer
- The development of the mammalian central nervous System implies pluripotent stem cells that differentiate in restricted progenitors, in order to generale neurones, astrocytes and oligodendrocytes. Neurogenesis is associated with a massive apoptosis that is fundamental for the good development of the brain. This programmed cell death is the consequence of the competition for growth factors, but it can also be the consequence of DNA damages and/or specific intercellular interactions implying receptors such as Fas/Apo-1/CD95. In order to study the apoptosis mechanisms affecting more specifically the stem cells and neural progenitors, we studied the effects on those cells of a genotoxic stress, a gamma irradiation and of the p amyloïd peptide that is implicated in Alzheimer disease. We observed that a 2Gy gamma radiation of the whole brain of murine E 14.5 embryos was inducing, as soon as 4 hours after the radiation, a tremendous apoptosis in the lateral ventricle area. This apoptosis was affecting the neural progenitors, expressing the nestin protein, but the other cells, more differentiated were not affected. The protein histone H2AX was shown to localize specifically in nuclear foci around the DNA double strand breaks. The study of the phosphorylation of this protein helped us demonstrate that this difference in sensitivity according to the differentiation status was not linked to the intensity of the cell damages but to distinct cellular responses linked to each cellular type. We developed a primary culture model of telencephalic murine cells (as neurospheres) that allows an enrichment in neural progenitors. We were then able to demonstrate that the Pas pathway is functional in this cellular population by inducing it with a Pas agonist antibody. We then used neural precursors obtained from different mice with an inactivated gene (fas or p53), this showed us that Fas seems to have a specific role, in a close interaction with the p53 protein, in the response of neural progenitors to gamma irradiation. The β-amyloïd peptide induces in the same time, the differentiation and the apoptosis of the neural progenitors in a neurosphere culture. But the apoptosis induced by this peptide do not require the same mechanisms than the radio-induced apoptosis: we demonstrated that it does not require the Fas pathway and can occur in a caspase independent way. As a conclusion, this work shows that the nervous progenitors are particularly sensitive to radiative stress and to the β-amyloïd peptide. This should be taken into account in the therapeutic approaches using radiotherapy for the treatment of brain cancers or for the development of regenerative strategies based on the use of neural stem cells for the treatment of Alzheimer's disease.
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