Neurogenèse endémique aux noyaux vestibulaires

Cette nouvelle étude démontre que la section unilatérale du nerf vestibulaire active une population de cellules souches présentes dans l’environnement vestibulaire désafférenté. L’activation de ces cellules souches génère une intense prolifération cellulaire dont une grande proportion (environ 60%) survit 1 mois après la lésion et se différencie en différentes lignées cellulaires : oligodendrocytes, astrocytes, cellules microgliales et neurones majoritairement de phénotype GABAergique.

En dehors de deux structures précises : la zone sous-granulaire (ZSG) et la zone sous-ventriculaire (ZSV), le cerveau du mammifère adulte est considéré comme non neurogène, c’est-à-dire incapable de produire de nouveaux neurones. Cependant, dans des conditions spécifiques comme c’est le cas lors d’un traumatisme cérébral, un tissu considéré jusque-là comme non neurogène peut s’affranchir de ses restrictions endogènes et permettre l’expression d’une neurogenèse pour renouveler son stock de neurones dans la zone endommagée. C’est ce qu’on appelle une neurogenèse réactionnelle ou secondaire en opposition à une neurogenèse spontanée ou primaire.

Il existe deux possibilités pour expliquer la neurogenèse réactionnelle que nous observons dans les noyaux vestibulaires désafférentés (NV) après neurectomie vestibulaire unilatérale (NVU) : soit les NV hébergent des cellules souches neurales endogènes capables de produire de nouveaux neurones, soit les nouveaux neurones proviennent de niches neurogènes classiques (essentiellement la ZSV). Dans la présente étude, nous montrons la prolifération d’une population de cellules SOX2-immunopositives (+), un marqueur spécifique des cellules souches, au sein des NV désafférentés. L’activation de ces cellules souches est corrélée temporellement avec une intense prolifération de cellules BrdU immunopositives observée 3 jours après la lésion (Figure 1). Ces cellules nouvellement générées issues des cellules souches neurales vestibulaires se différencient en oligodendrocytes, astrocytes, cellules microgliales et neurones majoritairement GABAergiques (Figure 2). Nous démontrons également pour la première fois une régulation positive d’oligodendrocytes aux délais de 3 et 30 jours après NVU dans les NV désafférentés (Figure 2). L’ensemble de ces résultats soulignent :

1) la présence et l’activation d’une population de cellules souches (SOX2+) dans les noyaux vestibulaires à l’origine d’une neurogenèse endémique au sein des noyaux vestibulaires.

2) le recrutement et la participation active des oligodendrocytes dans la compensation vestibulaire.

Bien que ce processus de neurogenèse vestibulaire n’ait pas encore été confirmé chez l’Homme, il peut être un mécanisme clé dans le processus de compensation vestibulaire, qui conduit à la récupération spontanée de l’équilibre postural et locomoteur. Les perspectives futures liées à la compréhension de ce phénomène de neurogenèse vestibulaire adulte devraient fournir des solutions thérapeutiques pour stimuler ce processus afin d’optimiser le rétablissement de la marche et de l’équilibre en pathologie vestibulaire. De plus, une meilleure connaissance des caractéristiques de cet événement cellulaire spécifique et original permettrait une meilleure compréhension des règles globales qui régissent la neurogenèse adulte.

 

Figure 1 : A : Design expérimental utilisé dans l’étude. B : Illustration du dispositif de video-tracking utilisé pour l’analyse quantitative du syndrome vestibulaire. C : Analyse qualitative illustrant la cinétique du syndrome vestibulaire corrélé temporellement avec le processus de neurogenèse (analyse cellulaire) aux délais pré-opératoires, J3 et J30 après la section du nerf vestibulaire. D : Illustration du patron d’expression de l’activité locomotrice des rats avant (pré-op) puis aux délais de 3 et 30 jours après la section du nerf vestibulaire.

Figure 2 : Les cellules nouvellement générées se différencient en neurones, astrocytes, cellules microgliales et oligodendrocytes. Des images en microscopie confocale de cellules nouvellement générées, ayant incorporé le BrdU (rouge) et exprimant des marqueurs spécifiques de la différenciation cellulaire (vert) (détectés par immunofluorescence), révèlent quatre lignées cellulaires : les oligodendrocytes (Olig2: marqueur des oligodendrocytes), les astrocytes (GFAP : protéine acide fibrillaire gliale), les cellules microgliales (IBA1 : molécule adaptatrice de liaison au calcium ionisé 1) et les neurones (NeuN : marqueur des noyaux neuronaux). Parmi les populations de cellules neuronales, une proportion exprime GAD 67 (glutamate décarboxylase : enzyme de synthèse du GABA) ce qui indique leur phénotype GABAergique. Ces images représentatives de cellules en cours de différenciation ont été obtenues à partir de noyaux vestibulaires médians désafférentés 30 jours après la NVU.

Lien vers article pubmed : Rastoldo, G., Mahmoudi, N.E., Marouane, E., Pericat, D., Watabe, I., Toneto, A., López-Juárez, A., Chabbert, C., and Tighilet, B. (2020). Adult and endemic neurogenesis in the vestibular nuclei after unilateral vestibular neurectomy. Prog. Neurobiol. 101899.

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