médecine régénérative : cellules souches cellules souches embryonnaires - à partir de embryon...
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Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Cellules souches embryonnaires- à partir de embryon au stade préimplantatoire
- restent non différenciées au cours des différents passages si cultivées correctement
- expriment des marqueurs de non différentiation comme Nanog et Oct4 (facteurs de transcription)
- sont multipotentes : peuvent donner types cellulaires des trois feuillets embryonnaires (endoderme, mesoderme, ectoderme)
Cellules souches - non différenciées- peut donner des cellules différenciées
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Cellules souches embryonnaires
Pas bon génotype (histocompatibilité)
Problèmes éthiques
http://www.eurostemcell.org/factsheet/embyronic-stem-cell-research-ethical-dilemma
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Cellules souches embryonnaires
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Cellules souches embryonnaires
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Autres types de cellules souches avec bon génotype
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Cellules souches pluripotentes induites- à partir de fibroblastes adultes
- « transfection » de 4 gènes : Oct4, Sox2; Klf4, c-Myc- sont multipotentes : peuvent donner types cellulaires des trois feuillets
embryonnaires (endoderme, mesoderme, ectoderme)
Pas de problème d’histocompatibilitéPas de problème éthique lié aux cellules souches embryonnaires
Challenges : -diminuer nombre de gènes à « transfecter »-Ne pas utiliser de retrovirus
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Médecine régénérative : cellules souchesMédecine régénérative : cellules souches
Atteinte de leur cible par les axonesAtteinte de leur cible par les axones
Détermination chez l'embryon des cellules à devenir nerveux (cellules souches)
Division des cellules souches, Différenciation des différents types cellulaires (glial/neuronal; cellule pyramidale/cellule en grains), Migration des cellules. Croissance axone versus dendrite
Croissance des neurites (dendrites, axones) : utilisation de repères pour aller au bon endroit, établissement de cartes topographiques
Arrêt de la croissance neuritique quand la cible est trouvée et création d'une synapse fonctionnelle
Modification de la synapse en fonction de son activité
Comment construire un système nerveux ?
Détermination chez l'embryon des cellules à devenir nerveux (cellules souches)
Division des cellules souches, Différenciation des différents types cellulaires (glial/neuronal; cellule pyramidale/cellule en grains), Migration des cellules
Croissance des neurites (dendrites, axones) : utilisation de repères pour aller au bon endroit, établissement de cartes topographiques
Arrêt de la croissance neuritique quand la cible est trouvée et création d'une synapse fonctionnelle
Modification de la synapse en fonction de son activité
Comment construire un système nerveux ?
Fabr
icati
on d
e la
mac
hine
Plasticité de la machine (apprentissage; mémoire)
Plasticité activité dépendante du SN a lieu au niveau des synapses(Hebb)
Facilement accessible
Varicosités de taille importante => facilement visibles
pièces buccales
lobes cérébrauxganglion ventralmotoneurones
muscles
Face cuticulaire interneCôté droit
Glutamatergique, comme la majorité des synapses excitatrices du système nerveux central des vertébrés
Études électrophysiologiques possibles
La jonction neuromusculaire chez la DrosophileLa jonction neuromusculaire chez la Drosophile
Vue interne
HRP7 6
13 12
Formation et vie d’une synapse
Arrêt du cône de croissance
- comment se fait cette décision- rôle actif de la cible
Fabrication de la synapse
- machineries pré et postsynaptiques- quelle information indique que ces machineries doivent être localisées à un endroit précis ?
Modulation activité-dépendante des synapses
- voies de signalisation spécifiques ou bien ce sont les mêmes que celles utilisées au cours de la formation des synapses ?
Formation et vie d’une synapse
Arrêt du cône de croissance
- comment se fait cette décision- rôle actif de la cible
Fabrication de la synapse
- machineries pré et postsynaptiques- quelle information indique que ces machineries doivent être localisées à un endroit précis ?
Modulation activité-dépendante des synapses
- voies de signalisation spécifiques ou bien ce sont les mêmes que celles utilisées au cours de la formation des synapses ?
Etude de la synapse faite par le motoneurone RP3 sur les muscles 6 et 7
Fin d’embryogénèse :
On peut suivre le trajet d’un motoneurone seulement en l’injectant avec du lucifer yellow :
Rôle « positif » de la fascicline III
Molécule d’adhésion homophilique
Exprimée par les neurones RP3
Exprimée par les muscles 6 et 7 au moment de l’arrivée du cône de croissance de RP3
Dans un mutant FasIII, le cône de croissance de RP3 n’est pas correctement stabilisé et donne des JNM petites
Lorsque FasIII est surexprimée dans tous les muscles, le cône de croissance est stabilisé au niveau de muscles autres que 6 et 7
La Fas III présente sur RP3 et sur les muscles cibles est responsable de la stabilisation sélective de ce cône de croissance sur ces muscles
Rôle « négatif » de Toll
Toll est exprimé de façon dynamique sur les muscles
Heure 12
Heure 16
Dans les mutants Toll, le cône de croissance innerve les muscles 15 et autres
Lorsque Toll est surexprimé dans tous les muscles, le cône de croissance n’est pas correctement stabilisé au niveau des muscles 6 et 7
Mu
tants T
ollS
auvages
Su
rexpression
Toll
FasIII
FasIII
+
Toll
-
Toll
-
Concl : une intégration de différents signaux => arrêt et stabilisation du cône de croissance
- dépend des récepteurs et molécules exprimées par le cône de croissance- dépend des molécules (diffusibles ou non) libérées par la cible
Remarque : Toll est une molécule utilisée au cours du développement embryonnaire (polarité dorso-ventrale)
Formation et vie d’une synapse
Arrêt du cône de croissance
- comment se fait cette décision- rôle actif de la cible
Fabrication de la synapse
- machineries pré et postsynaptiques- quelle information indique que ces machineries doivent être localisées à un endroit précis ?
Modulation activité-dépendante des synapses
- voies de signalisation spécifiques ou bien ce sont les mêmes que celles utilisées au cours de la formation des synapses ?- quelles parties des machineries pré et postsynaptiques sont modifiées ?
Rencontre entre l’axone et sa cible : rôle actif de la cible
Exemple de la JNM de Drosophile
Ritzenthaler et al (2000) Nat Neurosci; 3:1012
Début de la synaptogenèse
Microscopie électronique à balayage :
Imagerie in vivo : mouches avec un transgène codant pour une GFP myristoylée
Traitement à la cytochalisine D=> contiennent de l ’actine
Il se produit un regroupement des myopodes au cours du temps
Ce regroupement correspond à la présence de la terminaison nerveuse
La présence de myopodes dépend-t-elle de la présence de terminaisons nerveuses ?
=> utilisation du mutant prospero, chez qui la croissance des axones est retardée
WT
prospero
À 13h myopodes normaux À 18h pas de concentration des myopodes
Il existe deux phases:1) une phase où emergent de nombreux myopodes sur toute la surface du muscle, de façon nerf-indépendante2) une phase nerf-dépendante où les motoneurones stabilisent ou induisent la formation de nouveaux myopodes.
Formation et vie d’une synapse
Arrêt du cône de croissance
- comment se fait cette décision- rôle actif de la cible
Fabrication de la synapse
- machineries pré et postsynaptiques- quelle information indique que ces machineries doivent être localisées à un endroit précis ?
Modulation activité-dépendante des synapses
- voies de signalisation spécifiques ou bien ce sont les mêmes que celles utilisées au cours de la formation des synapses ?- quelles parties des machineries pré et posstsynaptiques sont modifiées ?
Différenciation ultrastructurale de la JNM de Drosophile
Garner et al, 2000, Curr Op Neurobiol
Zone active présynaptique
Machinerie postsynaptique
Sheng et al, 2002, Science
Formation et vie d’une synapse
Arrêt du cône de croissance
- comment se fait cette décision- rôle actif de la cible
Fabrication de la synapse
- machineries pré et postsynaptiques- quelle information indique que ces machineries doivent être localisées à un endroit précis ?
Modulation activité-dépendante des synapses
- voies de signalisation spécifiques ou bien ce sont les mêmes que celles utilisées au cours de la formation des synapses ?- quelles parties des machineries pré et postsynaptiques sont modifiées ?
Un signal rétrograde :
Découverte d ’un mutant qui présente des JNM réduites (crible EMS, visualisation par fluorescence GFP)
Ctrle wit
Récepteur BMP de type II
La mutation affecte un récepteur aux protéines BMP
wit ctrle
wit, surexp wit presyn wit, surexp postsyn
Dans quel compartiment ce récepteur est-il nécessaire ?
Surexp presyn dom. neg.
wit ctrle
wit, surexp wit presyn wit, surexp postsyn
Dans quel compartiment ce récepteur est-il nécessaire ?
Surexp presyn dom. neg.
Concl : La fonction normale de ce récepteur se produit dans les motoneurones
Il y a des défauts ultrastructuraux des mutants wit
wit
ctrle
wit
présynapse
postsynapse
Récepteurs BMP de type II
D’où vient le signal ?Auteurs ont recherché les molécules de type BMP qui étaient exprimées dans le muscle au cours des stades embryonnaires et larvaires1 candidat intéressant : le gène gbb
gbbctrle
gbbctrle
Les défauts sont semblables à ceux des mutants wit
gbb
gbb, surexp gbb presyn.
gbb, surexp gbb postsyn
Dans quel compartiment Gbb est-il nécessaire ?
présynapse
postsynapse
Récepteurs BMP de type II
Ligand Gbb
Modèle interprétatif
présynapse
postsynapse
WgFz (récepteur Wg)
Wit (récepteur Gbb)
Gbb
Le signal Wg est-il nécessaire pour avoir le signal GbbOu vice-versa ?
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