Altération de lhoméostasie des métaux de transition et maladies neurodégénératives Catherine Mura INSERM U613, UBO.

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1 Altération de lhoméostasie des métaux de transition et maladies neurodégénératives Catherine Mura INSERM U613, UBO

2 Homéostasie des métaux de transition o Métaux de transition fixent facilement O 2 transfert délectrons ­essentiels (processus biochimiques) : fer, cuivre, zinc, cobalt, manganèse ­non essentiels: cadmium, mercure, arsenic, plomb, aluminium environnement redox cellulaire: métaux source endogène et exogène de radicaux libres réactifs o Equilibre biochimique cellulaire besoin/toxicité homéostasie ­fer, cuivre, zinc: contrôlée ­autres (essentiels ou non) : mimes ioniques/moléculaires

3 Altération de lhoméostasie et neurotoxicité o Défaut génétique acéruloplasminémie (ferroxydase): accumulation de Fe dans le cerveau et neurodégénération ataxie de Friederich (frataxine mitochondriale Fe-S): accumulation de Fe dans cellules riches en mitochondries maladie de Wilson: transporteur trans-golgi de cuivre ATP7B SLC39A4: transporteur intestinal de zinc o Altération environnementale Pb Al (Alzheimer) Mn (Parkinson) ê environnement redox cellulaire modifié, stress oxydatif, mort neuronale inappropriée

4 Maladies dAlzheimer et de Parkinson o Alzheimer 3% des personnes de plus de 65 ans trouble de la mémoire puis démence perte sélective de neurones de lhippocampe puis dans le cortex accumulation de plaques -amyloïdes <1% de formes monogéniques (APP, presenilin 1 et 2) o Parkinson 1-2% des personnes de plus de 60 ans akinésie, hypertonie, tremblements perte de neurones dopaminergiques de la substance noire agrégat protéique ( -synucléine) 5-15% formes familiales ( -synuclein, parkin, ubiquitin C-terminal hydrolase L1,..) ê majorité des cas sporadiques: étiologie multifactorielle

5 Hypothèse o Neurones affectés des maladies dAlzheimer et de Parkinson présence ou structure abérrantes de protéines, altération de lhoméostasie des métaux, stress oxydatif, dysfonctionnement mitochondrial ïpoints communs avec désordres de lhoméostasie des métaux o Altération de lhoméostasie des métaux = facteur de susceptibilité environnement redox modifié: influence lagrégation de protéines dans neurones vulnérables troubles biochimiques cliniquement significatifs aboutit à désordre neurodégénératif o Origine de laltération facteurs environnementaux: exposition aux métaux facteurs génétiques: polymorphismes facteurs physiologiques: vulnérabilité neuronale, âge

6 Objectifs et stratégie o Objectifs : recherche de facteurs de susceptibilité aux maladies dAlzheimer et de Parkinson liés à laltération de lhoméostaise des métaux exposition anormale aux métaux altérations génétiques ­modification de lhoméostasie des métaux essentiels ­entrée ou trafic anormal de métaux non essentiels modifient exposition nette aux métaux dans neurones vulnérables o Stratégie études fonctionnelles in vitro et in vivo ­lignées cellulaires dhyppocampe et dopaminergique ­souris recherche de polymorphismes et corrélation phénotype-génotype

7 Analyse dexposition à divers métaux o Neurotoxicité et stress oxydatif test de viabilité /mort cellulaire (activité métabolique) stress oxydatif (hydrogène peroxide/peroxydase) entrée cellulaire des métaux par spectre dabsorption atomique formation dagrégats protéiques o Réponse génique RT-PCR en temps réel transcriptomique sur puces ciblées hybridation soustractive Etudes fonctionnelles - Traitement des lignées cellulaires - Exposition des souris

8 Etudes fonctionnelles Relation gènes de lhoméstasie des métaux et neurotoxicité Sélection de gènes dintérêt - suppression de lexpression par RNAi - surexpression par transfection dADNc Mesure en fonction de lexposition aux métaux - entrée des métaux - neurotoxicité

9 Polymorphismes et corrélations o Recherche de polymorphismes sur gènes dintérêt sur témoins gènes du métabolisme des métaux: absorption, trafic, élimination cohorte dindividus sains exploration systématique: D-HPLC séquençage o Corrélation phénotype-génotype cohortes de patients témoins appariés en âge et sexe analyse des gènes déjà connus et impliqués dans ces maladies recherche de corrélation polymorphisme /maladies