Lipides et maladie d'Alzheimer : influence du statut et de la signalisation lipidiques sur la neurodégénérescence induite par le peptide AB soluble, Lipid and signalling in amyloid-beta peptide-induced neurodegeneration associated with Alzheimer's disease

Sabrina Florent-Bechard

Description

Sous la direction de Thierry Pillot
Thèse soutenue le 27 octobre 2006: INPL
La maladie d’Alzheimer (MA) est une démence progressive caractérisée dans ses stades précoces par une perte synaptique et une dégénérescence neuronale. Aucun traitement efficace n’est disponible à ce jour et les mécanismes moléculaires impliqués sont encore mal connus. Des études récentes, menées notamment par notre équipe, indiquent que les oligomères de peptide amyloïde-ß (Aß) interagissent avec la membrane plasmique et y induisent un stress cellulaire impliquant des cascades apoptotiques. Ce travail a été consacré à l’étude de l’influence du statut lipidique sur la sensibilité des neurones au peptide Aß soluble et sur la signalisation pro-apoptotique. Nous avons montré que ce peptide induit un remodelage membranaire conduisant à la mort neuronale en activant des voies pro-apoptotiques et en inhibant des voies de survie. Par contre, la supplémentation du milieu en acide docosahexaénoïque (DHA), acide gras polyinsaturé de type ?3, protège les neurones de la mort induite par le peptide Aß. Cet effet préventif semble dépendre d’une incorporation du DHA pouvant localement induire un remodelage membranaire discret capable de préserver des voies de croissance et de survie cellulaire. Le DHA n’agit toutefois pas en inhibant l’activation de la phospholipase A2 cytosolique (cPLA2) et le stress oxydant induits par le peptide Aß, mécanismes que nous avons observés être impliqués dans la voie pro-apoptotique menant à la production de céramides suite à l’activation des sphingomyélinases. Ces enzymes occupent une position essentielle dans la toxicité du peptide Aß, puisqu’un prétraitement par le DHA ou par la sphingosine-1-phosphate, connue pour son potentiel antiapoptotique, protège les neurones en inhibant la sphingomyélinase acide. Les travaux de cette thèse ont donc montré que les lipides, molécules structurales mais aussi médiateurs de signalisation, sont des acteurs essentiels à considérer pour le développement de stratégies préventives ou thérapeutiques contre la MA
-Apoptose neuronale
-Microdomaines membranaires
-Acide docosahexaénoïque
-Médiateurs lipidiques
-Neuroprotection
Alzheimer’s disease (AD) is a progressive dementia characterised in the early stages by synaptic loss and neurodegeneration. Currently, no effective treatments are available and the molecular mechanisms implicated are still unknown. Recent studies, including ours, indicate that the direct interaction between soluble amyloid-ß (Aß) oligomers and the plasma membrane initiates a cellular stress involving apoptotic cascades. The present work focuses on the impact of lipid status on neuronal susceptibility to the toxicity of soluble Aß peptide and on the pro-apoptotic signalling pathways. We showed that this peptide induces membrane remodelling, thereby activating pro-apoptotic pathways and inhibiting survival signalling, which leads to neuronal cell death. This was however prevented in neurons cultured in a medium supplemented with docosahexaenoic acid (DHA), an ?3 polyunsaturated fatty acid. This protective effect seems to rely on subtle local membrane remodelling due to DHA incorporation, which maintains active survival and growth pathways. DHA did not prevent either cytosolic phospholipase A2 (cPLA2) or oxidative stress upon soluble Aß peptide exposure. These two events have already been reported by our team to be implicated in a pro-apoptotic cascade leading to ceramide production due to the activation of sphingomyelinases. These enzymes very likely play a central role in Aß peptide toxicity, as pretreatments with DHA or sphingosine-1-phosphate, a well-known anti-apoptotic compound, lead to neuronal protection through the inhibition of acid sphingomyelinase. This PhD thesis demonstrates that lipids, as structural molecules as well as signalling mediators, are essential players that could be used to develop strategies for the prevention or treatment of AD
-Neuronal apoptosis
-Rafts
-Docosahexaenoic acid
-Lipid mediators
-Neuroprotection
Source: http://www.theses.fr/2006INPL063N/document

Sujets

• Acide docosahexaénoïque

Informations

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• Nombre de lectures: 196
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 12 Mo

Extrait

UNIVERSITE DE NANCY

INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE


N° attribué par la bibliothèque
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THESE

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL
POLYTECHNIQUE DE LORRAINE

Discipline : Procédés Biotechnologiques et Alimentaires


Présentée et soutenue publiquement par

Mme Sabrina FLORENT-BÉCHARD

Le 27 Octobre 2006


Lipides et maladie d’Alzheimer :
Influence du statut et de la signalisation lipidiques
sur la neurodégénérescence induite par le peptide amyloïde-β soluble




Directeur de thèse : Dr. Thierry Pillot



JURY

Dr. F. YEN-POTIN, DR2 INSERM, Président
Pr. J. CHAMBAZ, PUPH, Rapporteur
Dr. J. CHABRY, CR1 INSERM, Rapporteur
Pr. S. DESOBRY, PU, Examinateur
Dr. T. PILLOT, DR2 INSERM, Examinateur
Dr. T. OSTER, MCU, Membre invité





À mon père, À ma mère,
À Geoffroy




Ce travail a été réalisé
au sein de la jeune équipe Lipidomix JE 2482 (Directrice : Dr. Frances Yen-Potin),
Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL), Nancy
dans le laboratoire de Médecine et Thérapeutique Moléculaire
sous la direction du Dr. Thierry Pillot
grâce au soutien financier de la société Genclis (Directeur : Bernard Bihain).
Publications

Florent S., Malaplate-Armand, C., Youssef, I., Kriem, B., Koziel, V., Escanyé, M.-C., Fifre, A.,
Sponne, I., Leininger-Muller, B., Oliver, J.-L., Pillot, T. and Oster, T. (2006).
Docosahexaenoic acid prevents neuronal apoptosis induced by soluble amyloid-β oligomers.
J. Neurochem. 96, 395-395.

Malaplate-Armand, C., Florent-Béchard, S., Youssef, I., Koziel, V., Sponne, I., Kriem, B., Leininger-
Muller, B., Olivier, J.-L., Oster, T. and Pillot, T. (2006).
Soluble oligomers of amyloid-β peptide induce neuronal apoptosis by activating a cPLA -dependent 2
sphingomyelinase-ceramide pathway.
Neurobiol.Dis. 23, 178-189.

Youssef, I., Florent-Béchard, S., Malaplate-Armand, C., Koziel, V., Kriem, B., Olivier, J.-L., Oster,
T., Leininger-Muller, B. and Pillot, T.
N-truncated amyloid-β oligomers induce learning impairment and neuronal apoptosis.
Soumis.


Poster

Florent-Béchard, S., Malaplate-Armand, C., Kriem, B., Koziel, V., Pillot, T. and Oster, T.
(Nov. 2005).
Docosahexaenoic acid promotes neuronal survival pathways upon exposure to soluble amyloid-β
oligomers. Colloque de la Société de Biologie Cellulaire de France, Paris.

Remerciements

A notre équipe de travail, à l’édifice qu’elle essaie de construire et auquel j’espère avoir
apporté quelques pierres.

A M. T. Pillot, dont les fulgurantes démonstrations scientifiques me montrent chaque jour le
chemin qu’il me reste à parcourir. Je le remercie en particulier pour l’étonnante dualité dont il
sait faire preuve et qui permet à de nombreuses qualités de se côtoyer parmi lesquelles
l’intransigeance et la tolérance, l’exigence et la patience, le sérieux et l’humour pour ne citer
qu’elles.

A M. T. Oster, pour sa disponibilité et son encadrement sans faille. Pour l’ouverture d’esprit
qui le caractérise et qui m’a permis tout au long de ma thèse de pouvoir m’exprimer de façon
spontanée, un grand merci s’impose. Pour la patience dont il a eu besoin pour rester calme et
compréhensif quelques soient mes doutes, mes questions ou mon entêtement, je le remercie
encore.

A Mme V. Koziel, dont le temps, l’investissement, l’écoute et le soutien, bien que souvent
sollicités ne sont jamais comptés.

A Mme C. Malaplate-Armand pour ses conseils avisés qui m’ont été d’une aide précieuse lors de
la rédaction de ce mémoire.

Je remercie également le Pr. J.-L. Olivier de m’avoir accueillie dans le service de biochimie de
l’hôpital central de Nancy et ainsi de m’avoir permis de disposer des techniques de cytométrie en
flux, de chromatographie en phase gazeuse et de chromatographie haute performance en phase
inversée. A ce propos j’adresse ma gratitude à Mme M.-C. Escanyé et à Mme R. Verdun pour
m’avoir permis d’appréhender ces techniques et pour avoir répondu avec compétence, patience et
bonne humeur à mes questions.

De la même façon, je remercie le Pr. M. Parmentier, le Dr. M. Linder ainsi que le Dr. J. Fanny
du Laboratoire de Science et Génie Alimentaire (ENSAIA, Nancy) pour les préparations
enrichies en phospholipides ainsi que pour la disponibilité et la compétence dont ils ont su faire
preuve lors des analyses de statut lipidique par Iatroscan.

Enfin, je remercie Mme Céline Hoffmann, du service de microscopie et d’imagerie du centre de
recherche publique en Santé de Luxembourg dont l’accueil et les compétences ont permis
l’obtention des clichés de microscopie confocale présentés dans ce travail.

Ces remerciements vont également à M. Bernard Bihain, représentant de la société Genclis qui a
financé ce projet et m'a permis de travailler au sein de son entreprise. Pour son soutien
financier, je remercie également l’association Alzheimer 57 Nord.

Je voudrais également remercier M. J. Chambaz et Mme J. Chabry pour avoir accepté la
fonction de rapporteur ainsi que M. S. Desobry et Mme. F. Yen-Potin, pour avoir accepté de
juger ce travail et de participer au jury de thèse.

A mes parents, qu’ils voient en ce travail le témoignage de ma reconnaissance pour leur soutien
inconditionnel et de ma volonté de ne jamais les décevoir.

A mon mari qui, à mes côtés depuis le début, affronte sans broncher, examen après examen, les
doutes, les répétitions, les coups de stress et les coups de déprime, pour son infinie patience,
MERCI !
SOMMAIRE

INDEX DES FIGURES ................................................................................................................................................................................... 5
INDEX DES TABLEAUX............................................................................................................................................................................... 7
LISTE DES ABRÉVIATIONS ....................................................................................................................................................................... 8
INTRODUCTION BIBLIOGRAPHIQUE .................................................................................................................................................. 10
1. GENERALITES.................................................................................................................................................. 10
1-1. Historique ...................................................................................................................................................... 10
1-2. La maladie d’Alzheimer, un problème de santé publique.............................................................................. 11
1-3. Prévalence de la maladie d’Alzheimer .......................................................................................................... 12
1-3-1. Répartition en fonction de l’âge..................................................................................................................... 12
1-3-2. Répartition en fonction du genre.................................................................................................................... 12
1-3-3. Niveau d’éducation et réseau social............................................................................................................... 12
1-3-4. Facteurs nutritionnels..................................................................................................................................... 13
1-4. Aspects cliniques de la maladie d’Alzheimer................................................................................................. 14
1-4-1. Éléments de diagnostic .................................................................................................................................. 14
1-4-1-1. Diagnostic clinique................................................................................................................................ 15
1-4-1-2. Tests neuropsychologiques.................................................................................................................... 15
1-4-1-3. Imagerie médicale ................................................................................................................................. 15
1-4-1-4. Marqueurs biologiques........................................................................................................................