Projet ANR-13-ISV2-0001 – HPcortex : Signaling activities of homeodomain proteins in the formation of cortical boundaries
Programme : Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 2 - Biologie cellulaire et Biologie du développement (Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 2) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Alain PROCHIANTZ (Centre Interdisciplinaire de Recherche en Biologie - Equipe Fonctions morphogénétiques et physiologiques des homéoprotéines)
Partenaires : Centre Interdisciplinaire de Recherche en Biologie; Laboratoire public; Laboratoire public; Central Research Academy
Montant : 199680.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 24 mois
Résumé : Le néocortex des mammifères est divisé en aires cyto-architectoniques distinctes qui intègrent des circuits neuronaux spécialisés dans l'exécution des fonctions cognitives, sensorielles et motrices. Une question fondamentale est celle de la façon dont ces aires sont générées au cours du développement. Le modèle dominant est qu'elles émergent d'un neuroépithélium initialement pluripotent et homogène et que des centres de signalisation (cortical hem (CH), anterior commissure (AC) et pallial-subpallial boundary (PBS)) secrètent des morphogènes qui diffusent à travers l'épithélium germinatif et fournissent aux progéniteurs une information sur leur position. Cette information de position régule à son tour l'expression en gradient de facteurs de transcription qui jouent un rôle décisif dans la régionalisation précoce du cortex et la formation des frontières qui séparent les compartiments en formation. Mais dans ce contexte très large, il est clair que les mécanismes impliqués sont encore très mal connus. Dans ce projet nous nous proposons d'explorer le rôle de l'activité non autonome cellulaire (paracrine) des facteurs de transcription de la famille des homéoprotéines (HP) et celui des cellules de Cajal-Retzius (CR) qui prennent leur origine dans les 3 régions citées ci-dessus (CH, AC et PBS). Ce projet est séparé en 3 tâches principales. 
La première tâche consistera à explorer les fonctions paracrines de l' HP Pax6 dans la régulation des patterns d'expression génétiques et l'établissement des aires corticales. L'outil principal est constitué par des minigènes qui encodent des anticorps simple-chaîne sécrétés et dirigés contre Pax6 (SaP6). Dans une première série d'expériences ces anticorps et des anticorps contrôle seront exprimés par électroporation et les conséquences de cette neutralisation extracellulaire de Pax6 sur la formation des compartiments seront examinées à l'aide de technique histologiques (marqueurs des aires étudiées, marquage rétrograde et antérogrades des projections entre cortex et thalamus). Une autre approche consistera à croiser des souris exprimant la CRE-recombinase sous le contrôle de promoteurs spécifiques avec des souris porteuses d'un transgène encodant une construction Flox-Stop-Flox-SaP6 exprimée uniquement après recombinaison. L'analyse des phénotypes sera conduite comme pour les électroporation. 
La deuxième tâche consistera à rechercher si une sécrétion de facteurs est impliquée dans la migration de cellules CR  et, conséquemment, la formation de patterns développementaux. Cela sera achevé grâce à une technique originale de culture de cortex "aplati" qui permet de suivre la migration des cellules CR marquées génétiquement et provenant des trois régions CH, AS et PBS. La secrétion des facteurs sera bloquées soit de façon pharmacologique (toxines) soit par des outils génétiques originaux et la conséquence de ces traitements sur la migration des cellules CR et la formation de patterns corticaux sera analysée par les techniques histologiques classiques dont l'hybridation in situ (Emx2, Pax6, etc.). 
Le but de la troisième tâche est d'analyser les signalisations réciproques entre les cellules CR et les progéniteurs avec un intérêt particulier pour le transfert de Pax6 et son implication possible dans la migration de certaines sous-populations de cellules CR (CH, AS, PBS), plus les effets éventuels sur l'expression des gradients génétiques. Cette tâche inclue aussi l'analyse de certains mécanismes moléculaires dont, tout particulièrement une possible coopération entre la signalisation Pax6 et la signalisation CXCL12/CXCR4. Par analogie avec des travaux sur la signalisation par d'autres HP, dont Engrailed, nous rechercherons si Pax6 régule (de façon non autonome cellulaire) la traduction d'ARN messagers spécifiques que nous identifierons, le cas échéant.
En conclusion, ce projet - s'il est financé  - apportera des informations précises sur la formation des compartiments fonctionnels du cortex cérébral.