Implication des connexines gliales dans les atteintes de la Neuromyélite Optique : un rôle dans la démyélinisation et les altérations neuronales

La Neuromyelite Optique (NMO) est une maladie auto-immune demyelinisante, rare et grave, du systeme nerveux central (SNC). Elle est caracterisee par une demyelinisation et une perte axonale ciblant principalement le nerf optique et la moelle epiniere. La decouverte d'un auto-anticorps (IgG-NMO) dirige contre l'aquaporine-4 (AQP4), un canal hydrique exprime par l'astrocyte, a ete une etape cle dans la comprehension de la physiopathologie de la NMO, actuellement definie comme une astrocytopathie. La pathogenicite de l'IgG-NMO a ete demontree : il induit une internalisation d'AQP4 et des transporteurs au glutamate, provoquant une alteration de la fonction astrocytaire. Cependant les mecanismes permettant de lier la dysfonction astrocytaire aux alterations caracteristiques de la NMO, notamment la demyelinisation, restent meconnus. Les astrocytes sont des cellules gliales essentielles a l'etablissement et au maintien de l'homeostasie du SNC. Ils permettent la regulation des flux hydriques et ioniques, le controle extracellulaire des neuromediateurs ainsi que l'apport de metabolites energetiques aux neurones et aux oligodendrocytes. Ils sont aussi caracterises par une tres forte expression de connexines (Cx), des molecules transmembranaires s'assemblant sous une forme hexamerique : le connexon. Les connexines forment soit des hemicanaux, permettant l'echange de petites molecules entre les milieux intra- et extra-cellulaires, soit des jonctions communicantes par la juxtaposition de connexons appartenant a deux cellules, assurant le couplage intercellulaire avec le passage de petites molecules et d'ions (ATP, glutamate, lactate, calcium). Les fonctions hemicanal et jonction communicante sont fortement regulees en condition physiologique et alterees en condition pathologique, notamment en contexte neuroinflammatoire. Nous emettons l'hypothese que les IgG-NMO alterent l'expression et la fonction des connexines, et conduisent ainsi a la production d'un environnement toxique pour les oligodendrocytes et la myeline, et deletere pour le fonctionnement neuronal. Mon projet de these avait trois objectifs : i) la caracterisation du phenotype astrocytaire induit par les IgGNMO ; ii) l'identification d'alterations des connexines et leur implication dans la pathologie ; iii) la mise en evidence d'alterations de la transmission synaptique induites par les IgG-NMO et l'implication de connexines dans cet effet. Des modeles de cultures primaires gliales traitees par des IgG-NMO issue d'une cohorte de patients m'ont permis de caracteriser le phenotype acquis par les astrocytes, et de proposer le concept d'un astrocyte reactif specifique de pathologie. Les astrocytes reactifs specifiques de la NMO induisent un milieu inflammatoire specifique et toxique, provoquant une demyelinisation. Grâce au developpement d'une coculture gliale et neuronale produisant des neurones myelinises, et a l'utilisation de peptides inhibiteurs des Cx, j'ai pu montrer que les NMO-IgG ont un effet demyelinisant et que celui-ci implique les Cx. La demyelinisation est en effet associee a des modifications structurales et fonctionnelles des Cx astrocytaires, observees a la fois in vitro et dans notre modele in vivo, le rat-NMO. Enfin, la mise en place d'une etude electrophysiologique en potentiel de champs local sur des tranches d'hippocampe de rats m'a permis d'etudier l'effet des IgG-NMO sur la transmission glutamatergique basale. J'ai pu mettre en evidence un effet depresseur des IgG-NMO, partiellement bloque par un inhibiteur de connexines, la carbenoxolone. Comme il a deja ete demontre par des etudes cliniques dans des pathologies neurodegeneratives, l'utilisation de modulateurs de Cx semble etre une voie therapeutique prometteuse afin de prevenir la demyelinisation et les alterations du fonctionnement neuronal de la NMO