Soutenance de thèse de Maxime VIGIER

Maxime VIGIER a soutenu sa thèse intitulée Influence des lipides membranaires sur les interactions protéiques liées aux anomalies endolysosomales dans un modèle neuronal de la maladie d'Alzheimer le 12 décembre 2022. Cette thèse a été co-encadrée par Madame MALAPLATE, Maître de conférences et praticienne hospitalière et Monsieur OSTER, Professeur des universités. Nous lui adressons toutes nos félicitations.

Le jury est composé de :

Mme Raphaëlle PARDOSSI-PIQUARD, Chargée de recherche, CNRS, Nice, Rapportrice
M. Mustapha CHERKAOUI-MALKI, Professeur, Université de Bourgogne, Rapporteur

Mme Isabelle DENIS, Chargée de recherche, INRAE, Jouy-en-Josas, Examinatrice
M. Athanase VISVIKIS, Professeur, Université de Lorraine, Examinateur

RÉSUMÉ

La maladie d'Alzheimer (MA) est une pathologie complexe et multifactorielle pour laquelle il n'existe actuellement aucun traitement. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l'apparition et la progression de cette maladie, dont la cascade amyloïde, qui prédomine dans le domaine de la recherche depuis 30 ans. La voie amyloïdogène nécessite l'endocytose de la protéine APP dans les endosomes précoces où elle subit deux clivages protéolytiques, d'abord par la β-sécrétase pour produire le fragment C99, puis par la γ-sécrétase pour produire le peptide Aβ. L’une des hypothèses actuelles est que les anomalies de l'endocytose et le dysfonctionnement du système endolysosomal dans les neurones constitueraient un des mécanismes neuropathologiques précoces de la MA, bien avant la cascade neurotoxique générée par Aβ et les dépôts amyloïdes. Nous défendons l'hypothèse que des modifications de l'organisation membranaire, notamment au cours du vieillissement ou dues à des déséquilibres lipidiques, pourraient exacerber ou favoriser ces dysfonctionnements. Pour cette étude, nous avons utilisé un modèle de neuroblastome humain surexprimant la protéine mutante APPswe. Nous avons tout d'abord vérifié la présence d'anomalies endolysosomales typiques de la MA (endosomes hypertrophiés, trafic vésiculaire bloqué), auxquelles nous avons également associé une faible production d'exosomes, conditions de stress chronique que nous avons corrélées à la mort neuronale. Incriminant dans un premier temps une production continue d'Aβ dans ces cellules, nous avons cherché à réduire son impact en inhibant l'activité γ-sécrétase. Cela n'a pas amélioré le stress, mais l'a au contraire aggravé, ce qui nous a conduit à considérer que c'est le fragment C99 de l'APP, c'est-à-dire le substrat de la production d'Aβ, qui est le produit amyloïde central de la cascade neurotoxique observée dans les cellules surexprimant l'APP. Les effets délétères du C99 doivent se produire avant ceux de l'Aβ, expliquant la précocité connue des altérations endolysosomales. S'accumulant à la suite de l'inhibition de la γ-sécrétase, le fragment C99 interagit davantage avec la protéine Rab5, spécifique de l'endosome précoce. La maturation de cette dernière est ainsi empêchée, bloquant le trafic vésiculaire du système endolysosomal. Comme les interactions entre C99 et Rab5 se produisent au niveau de la membrane des endosomes, nous avons modifié la composition lipidique de la bicouche et exploré les conséquences sur ces interactions. À cette fin, nous avons traité des cellules SH-SY5Y-APPswe par de l'acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3), le principal acide gras polyinsaturé des membranes neuronales et connu pour ses propriétés neuroprotectrices contre le stress amyloïde et la MA. L'effet bénéfique attendu sur la survie neuronale a bien été observé, en parallèle au déblocage du trafic endolysosomal et à la production d'exosomes. Tous ces changements ont été corrélés à une dispersion entre C99 et Rab5 dans la membrane, suggérant que le traitement par le DHA a pu initier un remodelage membranaire. Ce remodelage peut conduire à une relocalisation des protéines, les endosomes pouvant alors échanger Rab5 contre Rab7 et évoluer en endosomes tardifs, levant ainsi le blocage initial. À notre connaissance, il s'agit de la première preuve que le DHA peut corriger un phénotype directement lié à la MA, mais sa capacité à remodeler la membrane neuronale a déjà été démontrée par notre équipe pour préserver la signalisation par le facteur neurotrophique CNTF dans le cerveau de souris âgées. Nous ignorons quels principes mécanistiques pourraient régir ces effets bénéfiques, certainement non spécifiques, mais nous supposons qu'en préservant l'organisation des membranes des neurones âgés ou soumis à un stress chronique, ils pourraient prévenir ou restaurer une partie des dommages subis, augmenter les chances de survie des neurones et ainsi ralentir le développement de la MA.

Mots-clés : Maladie d’Alzheimer, membrane neuronale, système endolysosomal, lipides membranaires, acide docosahexaénoïque, APP et fragments amyloïdes