Identification d’un nouveau mode de régulation du transport axonal
Le laboratoire de Laurent Nguyen (GIGA-Stem Cells et GIGA-Neurosciences) continue d’avancer dans la compréhension du processus du transport axonal, qui fait défaut dans de nombreuses maladies neurodégénératives.
L'
axone (ou fibre nerveuse) correspond au prolongement du neurone et conduit l’information électrique du corps cellulaire jusqu’à la synapse. Il est doté d’un réseau de microtubules qui sert de « rails » sur lesquels des moteurs moléculaires vont pouvoir assurer le transport de nombreuses molécules (transport axonal) du corps cellulaire vers la synapse et vice et versa, et ce, afin d’assurer la maturation neuronale et plus tard sa survie. De nombreuses maladies neurodégénératives (telles que la maladie de Parkinson, la maladie de Huntington, la sclérose latérale amyotrophique) sont caractérisées par un défaut de transport axonal. Afin de mieux comprendre ces maladies, il faut donc déterminer les mécanismes qui sous-tendent ce processus dans les fibres nerveuses. Pour que le transport axonal soit optimal, les microtubules sont sujets à des modifications, comme l’acétylation par exemple (on parle de modifications post-traductionnelles) par des enzymes qui vont contrôler et adapter la vitesse de transport.
C’est dans ce contexte que l’équipe de Laurent Nguyen (Laboratoire de Régulation Moléculaire de la Neurogenèse) a découvert une fonction non-canonique des vésicules axonales (sacs membraneux contenant les molécules à transporter). Ces vésicules motiles se déplacent dans les axones le long de microtubules et sont enrichies en enzymes ATAT1 qui régulent l’acétylation des microtubules. Leurs résultats viennent d’être publiés dans la revue Science Advances.
Les chercheurs du GIGA montrent dans cette publication qu’il existe une boucle de rétroaction positive via laquelle des vésicules axonales qui contiennent l’enzyme ATAT1 vont favoriser le transport des vésicules qui vont suivre en acétylant les microtubules. L’acétylation des microtubules correspond donc à un processus de régulation crucial pour le bon fonctionnement du neurone pendant son développement, sa maturation mais également pour assurer sa survie.
Cette avancée dans la compréhension du processus du transport axonal va permettre de mieux comprendre les troubles du transport axonal qui surviennent dans les maladies neurodégénératives. Il est donc possible d’envisager, à terme, d’agir directement sur le transport axonal, avec des molécules pharmacologiques qui modifieraient l’activité d’enzymes qui régulent, de façon positive ou négative, l’acétylation des microtubules.
Image réalisée au microscope à super-résolution d’un neurone humain dérivé de cellules souches pluripotentes illustrant l’enrichissement de l’enzyme ATAT1 (rouge) au niveau des vésicules synaptiques axonales (Synaptophysin, vert).
Référence
ATAT1-enriched vesicles promote microtubule acetylation via axonal transport
Aviel Even1*, Giovanni Morelli2,3*, Loïc Broix2*, Chiara Scaramuzzino4,5, Silvia Turchetto2, Ivan Gladwyn-Ng2, Romain Le Bail2, Michal Shilian1, Stephen Freeman2, Maria M. Magiera6,7, A. S. Jijumon6,7, Nathalie Krusy2, Brigitte Malgrange2, Bert Brone3,8, Paula Dietrich9, Ioannis Dragatsis9, Carsten Janke6,7, Frédéric Saudou4,5,10, Miguel Weil1*†, Laurent Nguyen2*†
Science Advances (2019)
Sur la photo du haut : Loïc Broix, Silvia Turchetto et Laurent Nguyen
Contact
Dr Laurent Nguyen
Laboratoire de la Régulation Moléculaire de la Neurogenèse, GIGA-Stem Cells et GIGA-Neurosciences
lnguyen@uliege.be
Tel +32 4 366 59 87
