Endosomes élargis et cholestérol : De la trisomie 21 à la maladie d'Alzheimer

• Main Author: Cossec, Jack-Christophe
• Language: FRE
• Published: Université Paris-Diderot - Paris VII 2009
• Subjects: [SDV:NEU] Life Sciences/Neurons and Cognition; non fournis
• Online Access: http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00579137; http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/57/91/37/PDF/Jack_Christophe_Cossec_Final.pdf

Le premier signe morphologique observé dans le cerveau des patients atteints de la maladie d'Alzheimer (MA) est l'élargissement des endosomes précoces dans les neurones. Ce phénotype est retrouvé dans les formes sporadiques de la MA et chez les individus porteurs d'une trisomie 21 qui développent une neuropathologie de type Alzheimer dès l'âge de 40 ans. Cette forme précoce de la maladie d'Alzheimer serait causée par la surexpression de l'APP (Amyloid precursor protein) dont le gène est sur le chromosome 21. Suite à deux clivages successifs, l'APP génère le peptide amyloïde (Ab) qui s'agrège pour former des plaques séniles, lésions caractéristiques de la MA. Les endosomes élargis apparaissant avant la formation des dépôts d'Ab, nous avons donc recherché d'autres facteurs responsables de ce phénotype. Nous avons trouvé qu'une augmentation du cholestérol membranaire est associée à l'élargissement des endosomes, l'augmentation de l'endocytose de l'APP et de la sécrétion d'Ab dans des cultures cellulaires de types neuronales et non neuronales. Cette augmentation d'endocytose de l'APP est inhibée par un ARN interférence contre la clathrine et les mutants des protéines dynamine2 et Rab5 impliquées dans la formation des endosomes précoces. Le cholestérol total étant augmenté dans le cerveau des patients Alzheimer, nous postulons que l'internalisation de l'APP dépendante de la clathrine est accrue, conduisant à l'élargissement des endosomes et la surproduction du peptide amyloïde. Afin de trouver d'autres gènes impliqués dans l'élargissement des endosomes dans la trisomie 21, nous avons utilisé des lignées de cellules lymphoblastoïdes (LCL) et des cellules mononucléaires provenant de sang d'individus porteurs d'une trisomie 21 complète ou partielle. Nous avons trouvé une augmentation de la taille moyenne des endosomes précoces (+35%) dans les LCL et les cellules mononucléaires. Quatre lignées de trisomies partielles ont montré un élargissement des endosomes, permettant de réduire l'intervalle génétique à 1.3Mb. Le gène de l'APP est en dehors de cette région, suggérant qu'il n'est pas impliqué dans le phénotype dans ce type cellulaire. Nous avons identifié un gène candidat : SYNJ1 qui code pour la protéine synaptojanine-1, une phosphatase régulant la phosphorylation des phosphatidylinositol-4,5-biphosphates (PtdIns(4,5)P2) impliqués dans le trafic intracellulaire. Nous avons observé de larges endosomes dans des cellules transfectée avec le plasmide SYNJ1. Nous concluons que la dérégulation de l'homéostasie des PtdIns(4,5)P2 par la surexpression de la synaptojanine-1 peut conduire à l'élargissement des endosomes.