Rôle de la huntingtine dans la maturation des neurones corticaux

Le jeudi 17 février 2022, Doris WENNAGEL soutiendra sa thèse intitulée "Rôle de la huntingtine dans la maturation des neurones corticaux".

Cette thèse a été dirigée par Sandrine HUMBERT de l'équipe "Dynamique et Structure du Cytosquelette Neuronal".

Composition du jury :

• Jérôme BAUFRETON, Directeur de recherche, Institut des Maladies Neurodégénératives, Bordeaux - Rapporteur
• Cécile CHARRIER, Chargée de recherche, Ecole Normale Supérieure, Paris - Rapporteure
• Annie ANDRIEUX, Directrice de recherche, Grenoble Institut des Neurosciences - Examinatrice
• Fekrije SELIMI, Directrice de recherche, Collège de France, Paris - Examinatrice
• Sandrine HUMBERT, Directrice de recherche, Grenoble Institut des Neurosciences - Directrice de thèse

Résumé :

Les épines dendritiques sont des petites protrusions membranaires qui portent la partie postsynaptique de la plupart des synapses excitatrices. Les épines sont des structures extrêmement dynamiques : elles subissent des changements de forme et de fonction qui dépendent d’une réorganisation dynamique du cytosquelette d’actine. En effet, la dynamique de l’actine régule la forme de l’épine ainsi que la force de transmission synaptique. L’actine contrôle l’activité synaptique à travers la régulation du nombre et de la localisation des récepteurs AMPA (AMPARs), qui assurent la transmission excitatrice rapide. Parmi les protéines qui régulent la dynamique de l’actine, la cofiline, une protéine qui dépolymérise l’actine, favorise le renouvellement de l’actine, donc augmente sa dynamique. L’inactivation de la cofiline par sa phosphorylation par la LIMK augmente la stabilité de l’actine, ce qui conduit à des altérations de forme d’épine et à un défaut de recrutement des AMPARs pendant la plasticité synaptique. Des anomalies de la dynamique des épines et de leur fonction sont une caractéristique de la plupart des pathologies neuropsychiatriques.
La maladie de Huntington (MH) est une pathologie neurologique et génétique caractérisée par la dysfonction et la dégénérescence des neurones du striatum et du cortex. Les symptômes apparaissent à l’âge adulte et incluent des manifestations motrices, cognitives et psychiatriques. La MH est causée par la mutation du gène qui code pour la protéine huntingtine (HTT). Jusqu’à présent, la plupart des études se sont concentrées sur le gain de nouvelles fonctions toxiques de la HTT mutée. Cependant, on considère désormais que les évènements conduisant aux manifestations cliniques de la MH sont en partie dus à la modification des fonctions de la HTT normale. La compréhension des fonctions normales de cette protéine est donc cruciale pour élucider les mécanismes cellulaires à l’origine de la MH.
Nous montrons que la perte de HTT pendant le développement altère la forme des épines dendritiques et l’activité des synapses chez le jeune animal. Plus précisément, la HTT est présente dans le compartiment postsynaptique, et sa déplétion de façon cellule-autonome augmente le nombre d’épines matures et réduit la transmission synaptique excitatrice dépendante des AMPARs. Les AMPARs sont en effet affectés par la perte de HTT, puisque cette dernière réduit leur expression postsynaptique et limite leur recrutement à la suite d’une stimulation synaptique. Le cytosquelette d’actine est par ailleurs plus stable dans les épines déplétées en HTT, et ceci est associé à une hyperactivité de la voie moléculaire RAC1/LIMK/cofiline. Ces résultats apportent de nouvelles informations quant aux fonctions moléculaires de la HTT dans la régulation de la morphologie des épines et de la physiologie de la synapse, processus qui pourraient être altérés dans le contexte de la MH.