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Innovation biomédicale (DS0404)
Edition 2014


ReprogramEpi


La reprogrammation des astrocytes réactionnels en neurones GABAergiques: une nouvelle approche thérapeutique de l'épilepsie

La reprogrammation des cellules gliales réactionnelles en neurones GABAergiques: une nouvelle approche thérapeutique de l'épilepsie
La reprogrammation de cellules non-neuronales en neurones est une stratégie novatrice pour régénérer les neurones perdus. Les cellules gliales peuvent être reprogrammées en neurones fonctionnels par expression de facteurs de transcription neurogéniques. Le prochain défi est, dans des conditions pathologiques, de reprogrammer les cellules gliales en neurones fonctionnels qui s’intègrent dans les réseaux neuronaux existants et modulent leur activité avec des effets bénéfiques pour la pathologie.

Reprogrammation des cellules gliales réactives en neurones GABAergiques.
30% des patients épileptiques souffrent de crises qui ne peuvent être contrôlées avec les médicaments disponibles. En particulier, l’épilepsie mésiale du lobe temporal (MTLE), la forme la plus commune des épilepsies réfractaires, se caractérise par des crises récurrentes dans l'hippocampe. Il est essentiel de développer de nouvelles thérapies visant à empêcher la mise en place de cette épilepsie et/ou la survenue des crises récurrentes durant la phase chronique de la maladie. La MTLE est associée à une prolifération massive de cellules gliales dans l'hippocampe en contact avec les cellules granulaires du gyrus denté principalement impliquées dans la genèse des crises. Un nombre croissant de données suggère que les astrocytes exercent des effets pro-épileptiques. La MTLE est également associée à une perte de neurones GABAergiques dans l'hippocampe épileptique qui entraine une augmentation de l'excitabilité neuronale favorisant les crises. Ainsi, une procédure qui permet de limiter la prolifération des glies et de réintroduire de nouveaux neurones GABAergiques dans les réseaux épileptiques de l'hippocampe (via la conversion des cellules gliales en neurones) représente une stratégie innovante pour rétablir la transmission inhibitrice perdue et réduire les crises.

ReprogramEpi vise à reprogrammer les cellules gliales réactives en neurones GABAergiques dans l'épilepsie. En utilisant un modèle de MTLE chez la souris et du tissu humain provenant de patients atteint de MTLE, les objectifs du projet sont:
• Reprogrammer in vivo la glie réactive de l'hippocampe épileptique de la souris en interneurones GABAergiques fonctionnels
• Evaluer comment ces neurones GABAergiques s'intégrent dans les réseaux neuronaux de l'hippocampe, modulent l’activité de ces réseaux, et réduisent l’épileptogénèse et/ou les crises chroniques
• Reprogrammer in vitro en neurones GABAergiques fonctionnels les cellules gliales isolées à partir de tissus hippocampiques provenant de patients MTLE.

Reprogrammation des cellules gliales réactives en neurones GABAergiques par expression forcée de gènes neurogéniques.
La démarche utilisée dans le projet repose sur l'expression forcée dans les cellules gliales de gènes dits «neurogéniques«, permise grâce à des vecteurs viraux, qui induit leur conversion en nouveaux neurones.

Résultats

Ce projet novateur pourrait conduire à des résultats à fort impact montrant pour la première fois que la conversion des cellules gliales en neurones peut être réalisée in vivo dans l'hippocampe épileptique. Ce projet devrait nous permettre de montrer que les neurones GABAergiques provenant de cellules gliales lors de l’épileptogénèse s’intègrent fonctionnellement dans les réseaux neuronaux de l'hippocampe, modulent leur activité, et réduisent les crises chez la souris MTLE. Cette stratégie de reprogrammation devrait avoir des effets synergiques contre les crises en combinant à la fois l'élimination d’astrocytes pro-épileptiques et la régénération des neurones inhibiteurs.

Perspectives

ReprogramEpi pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques pour des patients avec une MTLE et probablement d'autres types d'épilepsies réfractaires. Plus globalement, la conversion de cellules gliales en neurones pourrait avoir des implications importantes pour différentes pathologies du système nerveux central associées à une dégénérescence neuronale et une gliose réactive.

Productions scientifiques et brevets

Plusieurs communications à la fois orales et par voie d'affiche ont été réalisées lors de conférences internationales en France mais également à l'étranger en Grèce, Suède et Allemagne, depuis le début du Projet ReprogramEpi.

Partenaires

Inserm - U836 Grenoble Institut des Neurosciences

Aide de l'ANR 190 847 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2015 - 36 mois

Résumé de soumission

Contexte: la reprogrammation cellulaire de cellules non-neuronales en neurones apparaît comme une stratégie novatrice pour régénérer les neurones perdus et réparer le cerveau. Nous avons montré, ainsi que d’autres auteurs, à la fois in vitro et in vivo que les cellules gliales non neurogéniques du cortex cérébral de souris peuvent être reprogrammées en neurones fonctionnels, par expression forcée de facteurs de transcription neurogéniques. Le prochain défi dans ce domaine est, dans des conditions pathologiques, de parvenir à la reprogrammation in vivo de cellules somatiques en neurones fonctionnels qui puissent (i) acquérir un phénotype spécifique, (ii) s’intégrer fonctionnellement dans les réseaux neuraux existants et (iii) moduler leur activité avec des effets bénéfiques.
L'épilepsie est un problème clinique majeur et environ 30% des patients épileptiques souffrent de crises qui ne peuvent être contrôlées avec les médicaments disponibles. En particulier, l’épilepsie mésiale du lobe temporal (MTLE), la forme la plus commune des épilepsies réfractaires, se caractérise par des crises focales récurrentes dans l'hippocampe. Il est essentiel de développer de nouvelles thérapies visant à empêcher la mise en place de cette épilepsie et/ou la survenue des crises récurrentes durant la phase chronique de la maladie. La MTLE est associée à une prolifération massive des astrocytes dans l'hippocampe en contact avec les cellules granulaires du gyrus denté, cellules principalement impliquées dans la genèse de crises. Un nombre croissant de données suggère que ces astrocytes exercent des effets pro-épileptiques. La MTLE est également associée à une perte de neurones GABAergiques dans l'hippocampe épileptique ce qui entrainerait une augmentation de l'excitabilité neuronale favorisant les crises. Ainsi, une procédure qui permet de limiter la prolifération des astrocytes et de réintroduire de nouveaux neurones GABAergiques dans les réseaux épileptiques de l'hippocampe via la conversion des cellules gliales en neurones représente une stratégie innovante pour rétablir la transmission inhibitrice perdue et ainsi réduire les crises.

Objectifs: ReprogramEpi vise à reprogrammer des cellules gliales réactives en neurones GABAergiques dans l'épilepsie. En utilisant un modèle de MTLE chez la souris et du tissu humain provenant de patients atteint de MTLE, les objectifs du projet sont:
• Reprogrammer in vivo la glie réactive de l'hippocampe épileptique de la souris en interneurones GABAergiques fonctionnels
• Evaluer si ces neurones GABAergiques s'intégrent dans des réseaux neuronaux de l'hippocampe, modulent l’activité de ces réseaux, et ainsi réduisent l’épileptogénèse et/ou les crises récurrentes
• Reprogrammer in vitro en neurones GABAergiques fonctionnels des cellules gliales isolées à partir de tissus hippocampiques provenant de patients MTLE.

Résultats attendus et impact: Ce projet novateur pourrait conduire à des résultats à fort impact montrant pour la première fois que la conversion des cellules gliales en neurones peut être réalisée in vivo dans l'hippocampe épileptique. Ce projet devrait nous permettre de montrer que les neurones GABAergiques provenant de cellules gliales lors de l’épileptogénèse s’intègrent fonctionnellement dans des réseaux neuronaux de l'hippocampe, modulent leur activité, et réduisent les crises chez la souris MTLE. Cette stratégie de reprogrammation devrait avoir des effets synergiques contre les crises en combinant à la fois l'élimination d’astrocytes pro-épileptiques et la régénération des neurones inhibiteurs. Enfin, elle pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques pour des patients avec une MTLE et probablement d'autres types d'épilepsies réfractaires. Plus globalement, la conversion de cellules gliales en neurones pourrait avoir des implications importantes pour différentes pathologies du système nerveux central associées à une dégénérescence neuronale et une gliose réactive.

 

Programme ANR : Innovation biomédicale (DS0404) 2014

Référence projet : ANR-14-CE13-0001

Coordinateur du projet :
Monsieur Christophe HEINRICH (Grenoble Institut des Neurosciences)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.