Vésicules extracellulaires dans le système nerveux central : physiologie, pathologie et développement technologique

Abstract

Les vésicules extracellulaires (EV), sont un moyen de communication quasi ubiquitaire des cellules. Ces corps vésiculaires contiennent des protéines, des acides nucléiques (ADN, ARN) et des lipides qui leur permettent d’avoir une action directe sur leurs cellules cibles. Ils sont impliqués dans de nombreux phénomènes physiologiques mais aussi pathologiques allant de la communication neuronale à la formation de métastases en passant par l'échappement au système immunitaire. L’étude des vésicules extracellulaires a beaucoup évolué ces dernières années notamment grâce à la standardisation des protocoles d’isolation des vésicules et d’extraction des contenus, ainsi qu’au développement de nouveaux outils permettant leur analyse. Cependant, des avancées technologiques et scientifiques restent nécessaires afin d’élucider le rôle réel des vésicules extracellulaires et leur implication dans les différents phénomènes physiologiques. On peut notamment citer l’étude des vésicules extracellulaires sécrétées par un type cellulaire particulier comme les neurones par exemple, qui ne peut actuellement se faire que dans des cultures in vitro, ce qui ne représente pas leur environnement physiologique.La première partie de ma thèse a porté sur le développement d'un tel outil : l'utilisation d'une technique de marquage de proximité (APEX2) dans les vésicules extracellulaires par le biais de la création d'une protéine de fusion contenant l'enzyme APEX2 et une protéine présente dans les vésicules extracellulaires, ce qui a permis de collecter spécifiquement les protéines contenues dans ces vésicules où la protéine de fusion est présente. Cet outil est un pas en avant pour la purification de contenu d'EV cellule-spécifique. L'autre partie de mon travail s'est porté sur l'étude du contenu en micro-ARN (miRNA) des EVs dans un contexte physiologique mais aussi dans un contexte pathologique. Nous avons en effet réalisé une étude transcriptomique sur des EVs d'astrocytes, un type cellulaire indispensable pour la régulation de la transmission synaptique, préalablement stimulés à l'ATP. Cette étude transcriptomique a été couplée à une étude in silico permettant d’identifier les cibles potentielles de ces miRNAs et donc les voies de signalisation ou processus cellulaires qui pourraient être potentiellement inhibées par ces EVs. Enfin, la dernière partie de mon travail a consisté à travailler sur un modèle cellulaire du glioblastome, une forme grave de cancer du cerveau où aucune réelle solution thérapeutique n'existe. Le but était de comprendre l'implication des EVs dans les mécanismes d'invasion de cette forme de cancer. De manière similaire à l'étude précédente, une étude transcriptomique a été réalisée sur les ARN extraits des vésicules extracellulaires sécrétées par des cellules U87, une lignée cellulaire de glioblastome. Une liste de miRNAs surexprimés a pu être identifiée ce qui a permis de mener une étude in silico et d'identifier des voies de signalisation ou processus cellulaires potentiellement inhibées qui pourraient expliquer les mécanismes d'invasion tumorale.Pour conclure, cette thèse est centrée autour des vésicules extracellulaires où nous avons travaillés à la fois sur du développement technologique avec la création d'outils qui permettront de mieux comprendre les vésicules extracellulaires dans le futur, mais aussi autour de l'étude spécifique des EVs produite par des astrocytes ou une lignée cellulaire de glioblastome afin de mieux comprendre leurs rôles spécifiques dans certaines conditions physiologiques ou pathologiques comme le cancer.