Academic literature on the topic 'Maladie d’Alzheimer – Physiopathologie – Modèles animaux'

IntroductionLa schizophrénie et le traumatisme crânien (TC) sont deux problèmes majeurs de la santé publique. Parmi les complications neuropsychologiques et psychiatriques secondaires au traumatisme crânien, les psychoses post-traumatiques interrogent plusieurs cadres nosographiques. Cependant, les liens épidémiologiques entre TC et schizophrénie sont difficiles à établir [2]. ObjectifL’objectif de notre travail est de détailler les différentes hypothèses étiopahogéniques avancées dans la littérature à propos de la schizophrénie se développant au décours d’un TC.RésultatsCette entité clinique interroge les théories physiopathologiques de la schizophrénie dans une approche étiologique. Les modèles neurodégénératifs, de dysrégulation dopaminergique et neurodéveloppemental sont souvent utiles pour expliciter les troubles psychotiques post-traumatiques. Hypothèse dégénérativeLe TC peut entraîner une baisse des capacités de réserve cérébrale par une accumulation de peptide amyloïde bêta pourvoyeuse de déficits cognitifs. Le modèle interactif gène environnement entre le TC qui éprouve une vulnérabilité allélique de l’apolipoprotéine E et décrit dans la physiopathologie de la maladie d’Alzheimer. Le même modèle est transposable à la schizophrénie post-traumatique [1].Hypothèse neurodéveloppementaleLes lésions cérébrales microscopiques secondaires à un TC peuvent entraîner un remodelage neuronal induisant le développement d’un trouble schizophrénique chez un sujet vulnérable et prédisposé. La latence entre le TC et l’apparition des premiers symptômes cliniques correspond aux remaniements neuronaux [3].Hypothèse dopaminergiqueLa présence de symptômes psychotiques secondaires à un TC peut résulter d’une interaction entre la blessure cérébrale et une prédisposition neurobiologique anté-traumatique à la schizophrénie. L’efficacité des antipsychotiques sur les symptômes psychotiques post-traumatiques ou schizophréniques est un argument indirect suggérant le rôle d’une dysrégulation dopaminergiques dans ces pathologies.ConclusionLes avancées techniques de neuro-imagerie et de neurobiologie offrent des perspectives nouvelles pour la compréhension physiopathologique des troubles psychotiques post-traumatiques ainsi que son lien avec la schizophrénie primaire.

La maladie d’Alzheimer (AD), pathologie neurodégénérative progressive, est caractérisée par des dépôts β-amyloïdes extracellulaires, des enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires de Tau et une dégénérescence neuronale. A travers les nombreux modèles transgéniques AD disponibles, les connaissances sur les peptides amyloïdes et la protéine Tau ne cessent de progresser. Mais contrairement aux cas génétiques, l’étiologie des cas sporadiques d’AD reste à ce jour idiopathique, rendant difficile d’établir une stratégie thérapeutique efficace. Au cours d’une étude sur l’implication des protéines kinases dans la pathogénèse d’AD, des collaborateurs ont fait une observation totalement inattendue, mais très intéressante: une molécule de faible poids moléculaire, serait capable d’induire une production spécifique d’Aβ1-42 sans altérer les niveaux d’Aβ1-40 dans un modèle de lignée cellulaire. Dans ce contexte, le projet de thèse portait sur l’utilisation de dérivé purique (PD1) pour développer des modèles AD induits chimiquement sur différents supports (culture primaire de neurones, culture organotypique d’hippocampe et souris) et en investiguer les mécanismes sous-jacents à l’augmentation des peptides A1-42 (issus du métabolisme de l’APP (Amyloid precursor protein)).La première partie du projet de thèse a permis de mettre en évidence dans un contexte in vitro (culture primaire de neurones et culture organotypique d’hippocampe) que PD1 à forte dose induisait une augmentation du ratio Aβ42/40 et de manière répétable. Fort de ces résultats, nous avons voulu étudier les mécanismes d’action de PD1 autour de deux hypothèses : interaction dans le métabolisme de l’APP et implication des cellules gliales. Contrairement à nos premières hypothèses, nous avons montré que PD1 aurait de potentiels effets anti-inflammatoires (i.e. IL-1β) in vitro et in vivo. La voie de signalisation de l’IL-1β étant de plus en plus incriminée dans la pathogenèse d’Alzheimer; nous nous sommes interrogés sur l’effet dual de PD1 : outil pharmacologique alzheimerigène ou candidat médicament pour le traitement d’AD?
Alzheimer’s disease (AD), a progressive neurodegenerative disorder, appears to be associated with an increase in a particular form of β-amyloid deposits, intracellular Tau tangles and neuronal degeneration. Through many available transgenic AD models, knowledge about amyloid peptides and Tau protein continues to increase. However, in contrast to the genetic cases of AD, the etiology of sporadic AD cases remains unknown, making the establishment of an effective therapeutic strategy difficult.During the course of a study on the role of protein kinase involved in AD, our collaborators made an unexpected but very interesting observation. They identified a low molecular weight compound able to induce production of Aβ1-42 while the level of the much less toxic form Aβ1-40 remained constant. This selective induction of Aβ1-42 versus Aβ1-40 was observed in a cell line model. Therefore, the overall goal of the project thesis was based on the use of purine derivative (PD1) to understand the molecular mechanisms underlying the selective production of Aβ1-42. This would allow us to establish cellular assays and a chemically-induced animal AD model relevant to studies on the treatment and prevention of AD.The first part of this project allowed us to demonstrate in vitro that PD1, at high dose, repeatedly induced an increase in Aβ42/40 ratio in primary neurons and in neuronal hippocampal slice culture (OHSCs). Based on these facts, we analyzed the amyloid profile by focusing on APP metabolism and on glial cell activity. In contrary to our hypothesis, we highlighted whether PD1 exhibits potential anti-inflammatory properties (i.e. IL-1β) both in vitro and in vivo. The IL-1β pathway is more and more linked in the AD pathogen which leads us to consider that PD1 could have a dual effect : alzheimerogenic pharmacological tool or potential drug candidate for the treatment of AD ?

L’évaluation de biomarqueurs et de thérapies innovantes pour la maladie d’Alzheimer (MA) souffre de la mauvaise compréhension des phases initiales de la maladie mais également du manque de modèles animaux pertinents et proches de la physiopathologie humaine. La majorité des modèles rongeurs disponibles reproduisent en seulement quelques mois les lésions classiques de la MA telles que les plaques amyloïdes et les dégénérescences neurofibrillaires (DNF), alors que leur apparition prend des années chez l’Homme. L’objectif de mon travail de doctorat a été de développer une nouvelle stratégie de modélisation des phases précoces de la MA sans surexpression majeure de transgène. Pour cela, nous avons utilisé le co-transfert des gènes humains APPSL et PS1M146L à l’aide de vecteurs viraux dans l’hippocampe de souris et de rats de 8 semaines. Nous avons caractérisé ces modèles et montré une production de peptides, comme le betaCTF ou l’abeta?42 issus du clivage de l’APP, similaire à ce que l’on observe dans l’hippocampe de patients atteints de la MA. Nous avons également montré une hyperphosphorylation de Tau et une défaillance synaptique caractérisée par une diminution des niveaux de PSD-95 et GLT-1 ainsi que par une augmentation du courant tonique glutamatergique. Ces modifications ont enfin été associées à des défauts comportementaux. Mes résultats suggèrent que de nombreux évènements apparaissent bien avant la formation des plaques amyloïdes ou des DNFs et conduisent à une perturbation de la synapse et à l’apparition précoce de défauts comportementaux. Nous disposons donc d’outils relevants quant à la compréhension des premiers stades de la MA qui permettront à la fois de tester de nouveaux composés médicaments sur ces modèles à large fenêtre thérapeutique, et de découvrir de nouveaux biomarqueurs précoces dans le plasma et le liquide cérébro-spinal
Evaluation of biomarkers and new innovative therapies for Alzheimer's disease (AD) suffers from a misunderstanding of early phases and lack of appropriate animal models close to the human physiopathology. Most available rodent models reproduce hallmarks of AD such as amyloid plaques and neurofibrillary tangles in a few months, while it takes many years to be achieved in human. My PhD work consisted to develop a new modelling strategy of AD early phases without major overexpression of transgenes. To do so, we used gene transfer of human APPSL and PS1M146L using viral vectors injection in the hippocampus of 8 weeks old mice and rats. We characterized these models and showed peptides production, such as betaCTF and abeta42 from APP processing, similar to what is observed in AD patients hippocampi. We also highlighted a hyperphosphorylation of Tau followed by a synaptic failure characterized by a decrease of PSD-95 and GLT-1 levels and by an increase of the tonic current mediated by glutamate. These changes have been finally associated with behavioral deficits. My results suggest that many events appear well before the formation of amyloid plaques or tangles and lead to the disruption of the synapse and the early onset of behavioral defects. Thus, we now have relevant tools to understand the early stages of AD, which will allow us to test new drug compounds on these models with a wide therapeutic window and discover new early biomarkers in plasma and cerebrospinal fluid

Les tauopathies, y compris la maladie d'Alzheimer, sont caractérisées par des dépôts de protéine tau anormale, appelés dégénérescences neurofibrillaires (DNF). Bien qu’il y ait une corrélation entre la présence de DNF, la perte neuronale et le déclin cognitif, le rôle exact des filaments de tau reste controversé. Pour comprendre le lien entre DNF et mort neuronale, nous avons développé une méthode d’observation des DNF dans le cerveau vivant de souris à travers une fenêtre crânienne. Nous avons employé la souche rTg4510 qui porte le transgene humain tau P301L, et caractérisée par le développement de DNF et de perte neuronale. Nous proposons un nouveau modèle dans lequel la protéine tau phosphorylée soluble est la forme toxique, l’activation de caspase accélère l’agrégation de tau, tau normale est également recrutée dans les agrégats, et la formation des DNF ne conduit pas à la mort neuronale immediate. Le mécanisme de propagation de la pathologie de tau dans le cerveau est toujours inconnu. Chez les patients Alzheimer, la pathologie de tau apparaît d'abord dans le cortex d'entorhinal, avant de se propager à l’hippocampe puis au cortex entier. Nous avons visé à comprendre la diffusion de la pathologie de tau en développant un modèle de souris transgéniques dans lequel l’expression de tau humain P301L est limitée au cortex entorhinal. Notre modèle recréé la progression des dépôts de façon hiérarchique, du cortex d'entorhinal aux secteurs de la mémoire. La détermination du rapport entre DNF et mort neuronale, et l'identification des mécanismes de propagation de la maladie, engendrent de futures directions pour le développement des stratégies thérapeutiques appropriées.

La 4e de couverture indique : "La trypanosomose humaine africaine ou maladie du sommeil évolue en deux phases, une lymphatico-sanguine, puis une neurologique, mortelle en l'absence de traitement. Le diagnostic du stade neurologique est difficile, et son traitement toxique. Nous avons développé plusieurs modèles expérimentaux (souris, mouton, primate non humain) pour permettre son étude, très négligée, alors qu'elle est actuellement en ré-émergence. Nous avons montré l'implication du monoxyde d'azote, du tumor necrosis factor-alpha et d'auto-anticorps dirigés contre des constituants du système nerveux central dans la physiopathologie de la maladie. Ces auto-anticorps présentent un intérêt dans le diagnostic du stade neurologique de la maladie. Parmi les produits trypanocides testés, un dérivé nitro-imidazolé, le mégazol, s'est révélé actif par voie orale au stade neurologique et mériterait un développement. "

La maladie d'Alzheimer (MA) est un processus multifactoriel. La dysfonction vasculaire pourrait être impliquée dans sa progression. Les microhémorragies cérébrales (MH) sont fréquentes chez les patients atteints de MA, et pourraient jouer un rôle clé dans le lien qui relie la dysfonction vasculaire à la MA. Le sexe pourrait également impacter sur la sévérité des lésions. Les statines ont été proposées en prévention de maladies neurodégénératives dont la MA. Leur intérêt est encore débattu mais ces molécules ont une action pléiotrope. Ce travail a pour objectif d'étudier l'impact des lésions microhémorragiques sur le déclin cognitif dans la MA, le rôle du sexe et la modulation pharmacologique par Atorvastatine, dans une perspective translationnelle,i.e. en considérant à la fois l'aspect expérimental chez l'animal et l'aspect clinique. Pour la partie expérimentale, nous avons étudié à partir d'un modèle original de MH chez les souris femelles saines et pathologiques. La MHC est créée par injection stéréotaxique de Collagénase (0,8|uUI/|iL). L'atorvastatine est administrée dans l'alimentation quotidienne des rongeurs(5mg/Kg/J). Le suivi était multimodal à trois temps différents : six semaines, six mois et douze mois après la chirurgie. Au plan clinique, nous avons étudié une base de données de patients atteints de la MA, suivis de façon standardisée. Notre travail a mis en évidence, dans une approche translationnelle, un impact cognitif et non cognitif des MHs, en présence ou non d'une maladie d'Alzheimer chez le sexe féminin. Nos résultats tendent à confirmer l'intérêt de l'atorvastatine dans la neuroprotection, grâce à ses effets pléiotropes. D'une manière générale,notre travail souligne, une fois de plus, l'intérêt d'une prise en charge personnalisée, et précoce de la MA
The physiopathology of Alzheimer disease (AD) is complex. Associated factors, in particular at the vascular level with damaged small blood vessels, might be involved. Cerebral microbleeds(CMB) in particular, could be one of the key contributing factor in AD. The cumulative evidence suggested a sex-specific patterns of disease. Furthermore, statins might be interesting by pleitropic effects. The objectives of this study was to evaluate the interaction between vascular and neurodegenerative lesions in Alzheimer, the influence of sex, and the pharmacological modulation by atorvastatin. This experimental model is designed in a multimodal approach to ensure its scientific relevance and to fit with clinical research. The third objective is indeed to confront theresulting experimental data to the clinical data of cohorts of Alzheimer patients. With an original model of CMB in female mice, we folio wed-up them from 1.5 months to 12 months postsurgery.For the clinical part, we studied patients with AD from a database of a tertiary memory center, with standardized framework. In a translational way, we observed a cognitive and a non cognitiveimpact of CMBs, differently in wild-type mice and in diseased mice. Different outcome was noticed for young female mice. And Atorvastatine offered a mild neuroprotection particularly in presymptomatic stage. Finally, the mechanism implied will be studied, in particular the inflammatory pathway, and will help to propose targeted pharmacological modulation in order to prevent or limit the impact of CMB on AD, by offering a personalized approach