Development and regeneration of neural connections

Séminaire FSER organisé par Alain Chédotal et Marc Tessier-Lavigne du 28 juin au 3 juillet 2005

Le réseau de connexions axonales est complexe est très précis, et sa mise en place ordonnée pendant le développement est indispensable au bon fonctionnement cérébral.

Participants

Silvia Arber, Richard Axel, Cory Bargmann, Frédéric Bernard, Valérie Castellani, Kim Charvet, Alain Chédotal, Thomas Di Meglio, Barry Dickson, Vieri Failli, Marie Filbin, John G. Flanagan, Zhigang He, Christopher E. Henderson, Christine Holt, Alex L. Kolodkin, Daniel Lee, Jean Livet, Caroline Moreau, Fujio Murakami, Dennis D. M. O’Leary, Alain Prochiantz, Martin Schwab, Stephen M. Strittmatter, Marc Tessier-Lavigne, Yimin Zou

Compte-rendu

Notre cerveau contient des milliards de neurones qui transmettent des informations à d’autres cellules par l’intermédiaire de leurs axones. Le réseau de connexions axonales est complexe et très précis, et sa mise en place ordonnée pendant le développement est indispensable au bon fonctionnement cérébral. Des remaniements des connexions neuronales s’observent tout au long de la vie tant au cours de processus normaux (mémoire, apprentissage) que dans des situations pathologiques (lésions de la moelle épinière, maladies neurodégénératives). L’objectif essentiel de ce colloque était de regrouper les plus grands spécialistes mondiaux de ce domaine de recherche, et de pouvoir faire se rencontrer des chercheurs s’intéressant au développement et à la régénération des connexions axonales.
Le colloque a eu un immense succès, d’un point de vue scientifique et humain. Tous les orateurs, dont la majorité n’était jamais venu aux Treilles, ont extrêmement apprécié le séjour ainsi que l’accueil qui leur a été fait et me chargent de remercier la fondation. Il faut aussi noter que chaque orateur présenta un grand nombre de résultats préliminaires, fait exceptionnel pour un tel congrès. Les discussions furent vives et très animées.
Le programme des deux premières journées portait sur le développement de la moelle épinière et du cerveau. S. Arber présenta ses travaux sur le rôle des facteurs de transcription Runx et Pea3, dans la différentiation des neurones médullaires contrôlant les réflexes moteurs. C. Henderson, s’intéressa aux mécanismes et molécules (facteurs neurotrophiques, sémaphorines) impliqués dans la spécification et la survie des motoneurones, pendant le développement et dans des conditions pathologiques. F. Murakami, décrivit un nouveau système expérimental in utero permettant de suivre la mise en place des noyaux précérébelleux, ainsi que ses résultats sur la fonction de la plaque du plancher dans ce processus. A. Chédotal parla du contrôle de la migration des cellules granulaires du cervelet par les sémaphorines et leurs récepteurs. A. Kolodkin et V. Castellani présentèrent également leurs travaux sur la fonction et les voies de signalisations des sémaphorines, pendant la mise en place des connexions axonales et l’angiogenèse. C. Bargmann nous fit part de ses recherches sur le contrôle moléculaire de la synaptogenèse chez C. elegans et sur la spécification des neurones olfactifs dans cette espèce. R. Axel nous entretint de ses derniers résultats sur le développement du système olfactif des vertébrés, notamment de la régulation de l’expression des récepteurs aux odeurs. B. Dickson décrivit ses travaux sur le guidage des axones commissuraux au niveau de la ligne médiane du système nerveux de la Drosophile, en particulier la fonction des molécules Comm, robo et nétrine. Ce problème fut aussi abordé par M. Tessier-Lavigne mais au niveau de la moelle épinière des vertébrés. Il présenta ensuite ses recherches sur les facteurs responsables de l’inhibition de la régénération axonale chez les vertébrés, introduisant par la même la session suivante. Le programme de cette troisième journée avait pour thème la régénération axonale. M. Schwab discuta des facteurs inhibiteurs de la myéline, essentiellement la protéine Nogo, et de la plasticité des connexions axonales. Il évoqua également les résultats de ses premiers essais thérapeutiques de réparation des circuits lésés effectués chez des primates. M. Filbin décrivit en détail les voies de signalisation et molécules activées par les inhibiteurs myéliniques (MAG et Nogo), notamment la PKC, p75 et les sécrétases. Z. He présenta ses données montrant que le blocage des molécules inhibitrices de la myéline permet d’améliorer la régénération dans le nerf optique, et qu’il existe un lien entre la signalisation par le récepteur de Nogo (NgR) et celui de l’EGF. En conclusion de cette session, S. Strittmatter résuma tout d’abord l’ensemble de ses travaux sur la molécule Nogo et son récepteur dans la régénération axonale. Il montra ensuite que ces molécules sont aussi impliquées dans la plasticité synaptique et, de façon surprenante, dans certaines formes génétiques de schizophrénie.
La dernière journée du colloque portait principalement sur le développement des projections visuelles. A. Prochiantz exposa ses recherches sur le rôle de messagers intercellulaires que peuvent jouer les facteurs de transcription à homéodomaine tels que engrailed et otx, en particulier de leur action sur les cônes de croissance axonaux. Ces facteurs influencent aussi in vivo les remaniements des projections qui accompagnent la période critique dans le système visuel. C. Holt parla du rôle du contrôle local de la traduction, au niveau des cônes de croissance, dans le guidage axonal chez le Xenope. J. Flaganan s’entretint du rôle des récepteurs à tyrosine kinase Eph et de leurs ligands éphrines dans la formation de la projection rétino-tectale L’importance de la signalisation bi-directionnelle éphrine/Eph et de la modélisation de leurs gradients d’expression, fut aussi largement développé par D. O’leary. Il montra aussi que l’élimination de collatérales axonales pourrait mettre en jeu une interaction éphrine/p75. Y. Zou, montra que les protéines de la famille wnt participent également au guidage des axones visuels. En outre, ces protéines et un de leurs récepteurs, Ryk, paraissent participer à l’inhibition de la régénération axonale des neurones moteurs corticaux. Enfin, pour conclure le colloque, J. Livet présenta une nouvelle méthode, le « brainbow », faisant appel à la transgenèse, permettant d’exprimer aléatoirement des combinaisons de protéines fluorescentes (de type GFP) dans des sous-populations de neurones et d’axones permettant ainsi de visualiser in situ, avec une extrême précision la mise en place de leurs projections et synapses.

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