U F R DES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

De
Publié par

Niveau: Supérieur
UNIVERSITE LOUIS PASTEUR U.F.R. DES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE THESE présentée par NICOLAS HECK en vue de l'obtention du titre de DOCTEUR DE L'UNIVERSITE LOUIS PASTEUR DE STRASBOURG ETUDE DE LA MATRICE EXTRACELLULAIRE DANS LE DEVELOPPEMENT ET LES PATHOLOGIES DU SYSTEME NERVEUX CENTRAL : ROLE DES COLLAGENES FIBRILLAIRES, DE PHOSPHACAN/RPTP? ET DE LA TENASCINE-C Commission d'examen : Directeur de thèse Prof. Andreas FAISSNER Co-directeur de thèse Dr. Elisabeth GEORGES-LABOUESSE Rapporteur interne Dr. Keith LANGLEY Rapporteur externe Prof. Hans-Werner MULLER Rapporteur externe Dr. Isabelle DUSART Président du jury Prof. Rémy SCHLICHTER

  • salut aux anciens du club mathieu

  • travail de thèse

  • système nerveux

  • efficacité dans le travail

  • central

  • anciens doctorants du centre de neurochimie

  • sciences de la vie et de la terre


Publié le : mercredi 30 mai 2012
Lecture(s) : 130
Source : scd-theses.u-strasbg.fr
Nombre de pages : 425
Voir plus Voir moins

UNIVERSITE LOUIS PASTEUR

U.F.R. DES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE



THESE

présentée par

NICOLAS HECK

en vue de l’obtention du titre de

DOCTEUR DE L’UNIVERSITE LOUIS PASTEUR
DE STRASBOURG




ETUDE DE LA MATRICE EXTRACELLULAIRE
DANS LE DEVELOPPEMENT ET LES
PATHOLOGIES DU SYSTEME NERVEUX CENTRAL :

ROLE DES COLLAGENES FIBRILLAIRES, DE
PHOSPHACAN/RPTP β ET DE LA TENASCINE-C




Commission d’examen :

Directeur de thèse Prof. Andreas FAISSNER
Co-directeur de thèse Dr. Elisabeth GEORGES-LABOUESSE
Rapporteur interne Dr. Keith LANGLEY
Rapporteur externe Prof. Hans-Werner MULLER Dr. Isabelle DUSART
Président du jury Prof. Rémy SCHLICHTER La matrice extracellulaire est l’ensemble des molécules extracellulaires qui forment une
complexe tridimensionnel qui donnent au tissu son intégrité, sa structure, et ses propriétés
mécaniques, et qui participent à la régulation des fonctions cellulaires. La matrice
extracellulaire (MEC) du système nerveux central (SNC) est composée d’acide hyaluronique,
de protéoglycans et de glycoprotéines, mais est dépourvue de collagènes. Ces protéines
régulent les différents stades du développement en interagissant avec des récepteurs
neuronaux. Au cours de ma thèse, j’ai développé plusieurs axes de recherche centrés sur la
matrice extracellulaire dans le système nerveux central. 1 : J’ai analysé l’expression des
collagènes par les astrocytes en culture et découvert des mécanismes inhibant cette
expression. Cette étude permet d’expliquer l’absence de collagène dans le SNC. 2 : J’ai
étudié l’expression des protéines de la MEC dans un modèle d’épilepsie. Cette étude montre
que les protéines de la MEC pourraient participer à la régulation de l’épileptogenèse. 3 : J’ai
participé à l’étude des mécanismes par lesquels la tenascine-C et phosphacan régulent la
croissance neuritique. J’ai en particulier contribué à l’étude de PSI, une nouvelle isoforme de
phosphacan, dans le développement du cortex. L’ensemble de ces travaux apportent des
informations sur la composition de la MEC du SNC et sur son rôle au cours du
développement et dans le contexte de pathologies.


The extracellular matrix (ECM) is a dynamic entity, constantly being remodelled, that
provides support for cells and a framework for tissues. Cell-matrix interactions play critical
roles in influencing almost all aspects of cellular behaviour, including cell migration,
proliferation, tissue formation, and repair. The ECM of the central nervous system (CNS) is
composed of hyaluronan, proteoglycans and glycoproteins but is devoid of collagens ; these
components participating in the regulation of developmental steps of the CNS. During my
thesis work, I developed three research projects concerning the ECM of the CNS. 1 : I
analysed the expression of collagens by astrocytes and discovered inhibitory mechanisms
which may explain why the ECM of the brain is devoid of collagens. 2 : I studied the
expression of ECM proteins in a model of epilepsy. From this study we can develop
arguments which support the idea that ECM proteins are implied in epileptogenesis. 3 : I was
involved in the study of the mechanisms by which phosphacan and tenascin-C contribute to
the regulation of neurite growth. More precisely, I contributed to the analysis of the role
which could be played by PSI, a new isoform of phosphacan, in the development of the
cortex. Taken together, these results help to understand the composition and formation of the
brain ECM and its roles during development and in pathologies.
REMERCIEMENTS




Je remercie le Prof. Andreas Faissner, qui m’a donné la possibilité de travailler dans son
laboratoire et m’a témoigné une grande confiance.

Le Dr. Elisabeth Georges-Labouesse a accepté d’être co-directrice de ma thèse, qu’elle trouve
ici l’expression de ma gratitude.

Je remercie le Dr. Keith Langley, qui a accepté d’évaluer mon travail de thèse en qualité de
rapporteur interne.

Je tiens à exprimer tous mes remerciements au Dr. Isabelle Dusart, qui a accepté de juger mon
travail en temps que rapporteur externe.

I would like to thank the Prof. Hans-Werner Müller who, as a specialist of collagens in the
brain, will undoubtfully give a interesting critical point of view on my thesis work.

Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance au Prof. Rémy Schlichter pour avoir accepté
d’être une dernière fois juge de mon travail d’étudiant.

Mes vifs remerciements vont au Dr. Jeremy Garwood, qui m’a suivi au cours de ma thèse,
m’a montré l’efficacité dans le travail et m’a guidé dans l’apprentissage de l’écriture de
publications scientifiques. Merci, Jeremy, pour les nombreuses discussions non scientifiques.

C’est grâce au Dr. Yves Larmet que j’ai pu m’intéresser à l’étude de l’épilepsie, je tiens à l’en
remercier.

Je remercie également le Dr. Alexandre Dobbertin, que j’ai connu lors de mon DEA et avec
qui j’ai collaboré durant mon travail de thèse.

J’ai bénéficié, pour mes travaux de culture cellulaire, des connaissances, de l’expérience et de
la patience du Dr. Gérard Labourdette ; je l’en remercie.

Je remercie le Dr. Guy Roussel, qui m’a guidé dans mes premiers pas d’histologiste.

Avec toute la gentillesse qui la caractérise, Monique Miehe m’a enseigné les bases de la
microscopie électronique, je lui en suis reconnaissant.

Ma gratitude va également au Dr. Jean-Luc Dupont, qui a accepté de faire une lecture critique
de mon introduction de thèse.



Je tiens aussi à remercier tous les chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs ou
techniciens du Centre de Neurochimie qui m’ont de près ou de loin aidé dans mon travail de
thèse : le Dr. Dominique Bagnard, le Dr. Guy Furhman, le Dr. Stéphane Gaillard, le Dr. Jean
de Barry, le Dr. Pierre Hubert, le Dr. Gérard Crémel, le Dr. Eliane Mohier, le Dr. Francoise
Eclancher, Martine Perrault, Guy Bombarde, Marie-France Knoetgen, Anne-Marie, les
souvent oubliées mais indispensables secrétaires Claudine et Martine, le personnel de la
laverie et de l’animalerie Séverine, Patricia et Sonia.

Merci à Catherine, qui m’a maintes fois secouru lorsque j’étais face à un ordinateur pour
élaborer un poster ou un pdf.

Je tiens tout particulièrement à remercier le Dr. Alain Lescure, qui, après ma licence, m’a
introduit au monde de la recherche lors d’un stage d’été dont je garde un excellent souvenir.




Merci à…

Julien Sutter, compagnon de route depuis l’école primaire jusque dans les tréfonds de la thèse ;
depuis les LEGO jusqu’à la construction de protéines de fusion, en passant par l’Ardèche et
l’Inde, en compagnie de Romain Gary...

Valérie Calco, Amar Bennasroune et Fred Bernard pour les repas à la CA et les pauses café.
Valérie, reste comme tu es ! Amar, tous mes vœux de bonheur à toi et Aline, et la gloire sur la
terre battue. Fred, je te souhaite un belle vie en compagnie du petit Tom.

Franck Rigato, avec qui j’ai partagé le laboratoire, quelques soirées et les angoisses souvent
fugaces, parfois tenaces, de la vie de thésard.

Julien et Marie, jeune couple de thésards dynamiques.

Merci aux chimistes ! Stéphane, Nigel, Mazen, Thierry, Stéphanie, Delphine, Céline et les
autres…et tout particulièrement Djalil, pour les soirées en compagnie de Fred et Alex.
Spéciale dédicace à Nigel et Youssef !

Patrick, qui est un compagnon de discussions scientifiques intenses et d’observations
naturaliste et astronomique.

Tous les thésards de neuroscience pour un week-end des doctorants, des repas au HK et des
jeudis soirs à la Giraf. Claire, Maude, Claire, Franck, Céline, Franck, Yoann, David,
Alexandra et tous les autres…
+ les fous des rythmes Jérôme, Hugues, Florent, Benjamin, Stéphanie, Nathalia, Rosy,
Cathy…
+ les thésards de l’IPCB Sandra, Amyaouche, Florence, Mathias, Riad, Lauriane, Maysa…
+ les jeunes doctorants du Centre de Neurochimie, Céline, Céline, Jenny, Christian, Isabelle,
Katja, Michal…
+ les anciens doctorants du Centre de Neurochimie, Peggy, Pauline, Virginie, Marc, Yann,
Nathalie, Catherine…
Les DEA, particulièrement Pascal et Fanchon.

Les forces vives du CNRS, les jeunes chercheurs Fred Doussau, Stéphane Gasman, Yannick
Goumon, Nicolas Vitale…

Salut à tous les grimpeurs qui s’entraînent au centre universitaire. Deux heures d’escalade
sont régénératrices après une journée au laboratoire.

La bande de ploucs, Sylvain et Céline, Julien, Jacques, Jean-Michel et Fabienne, David et
Séverine, Cécile, pour les séminaires du mercredi, les vacances naturalistes en Ardèche et les
discussions par mail sur les différents concepts évolutionnistes…

Christophe et Anne-Catherine, Sylvie, Isabelle et Yannick, Isabelle, Thibaut, Fred, Cathy et
Laurent, Elodie…pour les soirées d’anniversaire, le gâteau breton, les soirées au caveau et au
bateau, les promenades dominicales….

Merci à cortex records et longue vie aux Happy Boozer ! Lol, Laurent, Licinio, Antonio, Eric,
Jean et tous les autres…

Sébastien, pour the Art of Noise and the Monty Python Flying Circus !

Tous les jeunes étudiants qui sont passés par le club d’astronomie de l’Institut de physique :
ARTEMIS. Salut aux anciens du club Mathieu, Fred, Christian, Joëlle, Sébastien, Marc,
Arnaud, Baptiste, Guillaume…

Stéphane Fauvaud, qui m’a initié à l’astronomie amateur « sérieuse » mais surtout passionante.
L’astéroïde Arsinoe 404 a une période de rotation de 8,93 heures.

Les membres de la Société Alsacienne d’Entomologie, messieurs Matter, Callot, Schott, Matt,
Vogel, Brua…

Les joueurs de go du Cardek, Daniel, César et Myriam, Kei, Grégory…


…tous ceux avec qui j’ai partagé de très beaux moments, scientifiques ou non.


Enfin, je tiens à exprimer ma profonde gratitude à Edward Ka-Spell, Dirk Ivens, David Tibet,
Christian Renou, Brian Lustmord, Andrew Lagowsky Lisa Gerrard, John Balance, cevin Key,
Dan Burke, mais aussi Ken Zuckermann, Pandit Ram Narayan, Nusrat Fateh Ali Khan, et
bien sûr Mano Solo, les Têtes Raides et Christophe Miossec ; qui m’ont parfois accompagné
dans mon travail…




Un très grand merci à Anina, qui a été si patiente durant mon travail d’écriture…






INTRODUCTION
GENERALEINTRODUCTION GENERALE



Mon travail de thèse a été réalisé au Centre de Neurochimie de Strasbourg sous la
direction du Prof. Andreas Faissner. Ce travail s’inscrit dans le contexte de l’étude de la
matrice extracellulaire dans le développement du système nerveux central et des pathologies
associées.
La matrice extracellulaire du système nerveux central est formée d’un complexe
moléculaire essentiellement composé d’acide hyaluronique, de protéoglycans et de
glycoprotéines. C’est au travers de cette matrice que se fait la communication cellulaire.
Ainsi, la diffusion de facteurs de croissance est dépendante de la composition et de la
structure de la matrice. La matrice extracellulaire joue un rôle fondamental dans le
développement du système nerveux central. Lors du développement, les protéines de la
matrice participent notamment à la régulation de la migration cellulaire et de la croissance
axonale. Il est donc important de connaître les protéines constituant la matrice, d’étudier leur
localisation, de caractériser leur expression par les cellules gliales et les neurones et de
comprendre comment elles participent à la régulation des différentes étapes du développement.
Pour mon travail de thèse, j’ai travaillé avec des chercheurs et des étudiants sur
différents projets, ces projets ayant pour but de caractériser la composition de la matrice
extracellulaire du système nerveux central, son origine cellulaire, les mécanismes de
régulation de sa formation et le rôle des protéines de la matrice dans la régulation de la
croissance axonale. Ces études ont été ciblé sur trois protéines : le collagène fibrillaire, le
protéoglycan phosphacan/RPTP β et la glycoprotéine tenascine-C. Ces trois protéines
appartiennent à trois classes de protéines de la matrice extracellulaire : les protéines
fibrillaires, les protéoglycans et les glycoprotéines.
Mon travail personnel s’est principalement axé sur l’étude de l’expression des
collagènes fibrillaires par les astrocytes et les mécanismes de régulation de cette expression.
Dans les études sur phosphacan/RPTP β et tenascine-C, j’ai contribué à l’étude de la
localisation des ces protéines in vivo par immunohistochimie et hybridation in situ et à la
caractérisation de leur expression par les cellules gliales en culture. J’ai réalisé des études de
croissance neuritique afin de caractériser le rôle de ces protéines dans la régulation de la
croissance neuritique. Ces travaux permettent de corréler l’observation de l’expression des protéines et des effets de ces protéines sur la croissance neuritique avec les phénomènes
cellulaires qui se déroulent durant les étapes du développement du système nerveux central.
De nombreuses études ont mis en évidence un rôle central pour les protéines de la
matrice dans différentes pathologies. Dans ce contexte, j’ai travaillé en collaboration avec le
Dr. Yves Larmet pour étudier l’expression de protéines de la matrice extracellulaire dans un
modèle murin de l’épilepsie du lobe temporal.
Dans leur ensemble, ces travaux concernent les différents types de protéines de la
matrice. Ils apportent des informations sur leur expression et leur localisation, montrant que la
matrice est composée d’un ensemble complexe de protéines qui est spécifique au système
nerveux central. Ils aident à la caractérisation de leur rôle dans la régulation de la croissance
axonale. Enfin, ils mettent en perspective l’implication de la matrice dans certaines
pathologies du système nerveux central.

La présente thèse représente l’ensemble de mon travail. Dans une première partie, une
introduction rappelle les connaissances apportées par la littérature scientifique et permet de
placer mon travail dans un cadre thématique. Un chapitre de livre, à l’écriture duquel j’ai
participé, complète l’introduction. Dans une deuxième partie, les résultats obtenus durant ma
thèse sont présentés sous la forme d’articles scientifiques précédés d’une introduction qui
énonce la question, décrit la démarche suivie et discute de la signification des résultats.
L’apport de ces résultats à la connaissance et à la compréhension de la matrice extracellulaire
est ensuite présenté dans la discussion. Les méthodes que j’ai utilisées pour mon travail de
thèse sont présentées en annexe.
Enfin, un chapitre de livre et une revue, à l’écriture desquels j’ai participé et qui font
un état de la question concernant les rôles de phosphacan/RPTP β et de la tenascine-C dans le
développement et dans les pathologies du système nerveux central sont donnés en annexe.

PRESENTATION DU MANUSCRIT



INTRODUCTION GENERALE


INTRODUCTION

Complément à l’introduction :
manuscrit 1 « The Extracellular Matrix in Neural Development, Plasticity,
and Regeneration »


ETUDE DE L’EXPRESSION DES COLLAGENES FIBRILLAIRES
Introduction
Manuscrit 2 « Astrocytes express fibrillar collagens in culture »
Manuscrit 3 « The absence of collagen fibers is a unique property of the brain extracellular
matrix which depends on crosstalk between astrocytes and meningeal cells and implies the
EGF pathway »

LA MATRICE EXTRACELLULAIRE DANS L’EPILEPSIE
Introduction
Manuscrit 4 « Extracellular matrix molecules are upregulated in
a murine model of temporal lobe epilepsy »

ETUDE DE PSI, UNE NOUVELLE ISOFORME DE PHOSPHACAN/RPTP β
Introduction
Manuscrit 5 « Phosphacan Short Isoform, a novel non-proteoglycan variant of
phosphacan/RPTP- β, that can also interact with neuronal receptors and
promote neurite outgrowth »
Figures supplémentaires

ETUDE DE PHOSPHACAN/RPTP β DANS LES LESIONS
Introduction
Manuscrit 6 « Regulation of RPTPß/Phosphacan expression
and glycosaminoglycan epitopes in injured brain and cytokine-treated glia »

ETUDE DE LA TENASCINE-C DANS LE DEVELOPPEMENT DE
L’HIPPOCAMPE
Introduction
Manuscrit 7 « Tenascin-C promotes neurite outgrowth of embryonic hippocampal neurons
through the alternatively spliced Fibronectin Type III BD domains via activation of the cell
adhesion molecule F3/Contactin »


DISCUSSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES




ANNEXE


LA TENASCINE-C ET PHOSPHACAN/RPTP β DANS LE
DEVELOPPEMENT ET LA REGENERATION DU SYSTEME NERVEUX
CENTRAL

Manuscrit 8 : « DSD-1-proteoglycan/phosphacan and receptor protein tyrosine phosphatase-
beta isoforms during development and regeneration of neural tissues »

Manuscrit 9 « Tenascin glycoproteins and the complementary ligand DSD-1-PG/phosphacan -
structuring the neural extracellular matrix during development and repair »


COMMUNICATIONS SCIENTIFIQUES

METHODES

Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.

Diffusez cette publication

Vous aimerez aussi