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Le Rôle des Péricytes dans la Santé Cérébrale

De nouvelles recherches mettent en avant comment les péricytes affectent le flux sanguin et la récupération dans le système nerveux.

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Les péricytes sont des cellules spéciales qui entourent les petits vaisseaux sanguins dans notre corps. Ils ont des rôles super importants, surtout dans des zones comme le cerveau et les yeux, où ils aident à maintenir un bon flux sanguin et protègent la Barrière hémato-encéphalique, qui empêche les substances nocives d'entrer dans le cerveau. Les chercheurs ont découvert que quand les péricytes ne fonctionnent pas bien ou sont absents, ça peut causer divers problèmes de santé, surtout ceux liés au système nerveux.

Importance des Péricystes

Dans un système nerveux central en bonne santé, les péricytes contribuent de manière significative à plusieurs fonctions :

  1. Maturation de la Barrière Hémato-Encéphalique : Ils aident à rendre la barrière hémato-encéphalique solide, ce qui empêche les toxines d'entrer dans le cerveau tout en permettant aux nutriments essentiels de passer.

  2. Régulation du Flux Sanguin : Les péricytes aident à contrôler comment le sang circule dans les petits vaisseaux, s'assurant que différentes zones reçoivent la bonne quantité de sang.

  3. Angiogenèse (Formation de Vaisseaux Sanguins) : Ils participent à la création de nouveaux vaisseaux sanguins, ce qui est crucial pour la guérison et la réparation des tissus.

Quand les péricytes ne fonctionnent pas ou manquent, ça peut causer des problèmes comme des soucis de circulation sanguine, la rupture de la barrière hémato-encéphalique, et une inflammation accrue, pouvant mener à des conditions comme les AVC, la sclérose en plaques, la maladie d'Alzheimer, et des blessures au cerveau et à la moelle épinière.

Modèles de Recherche pour Étudier les Péricystes

Les scientifiques créent souvent des modèles spéciaux chez les SOURIS pour explorer le rôle des péricytes dans les maladies. Ces modèles aident à comprendre comment les péricytes contribuent à divers problèmes. Une méthode courante consiste à enlever ou détruire les péricytes pour voir ce qui se passe.

Beaucoup de modèles antérieurs reposaient sur des changements génétiques pour perturber le développement des péricytes. Par exemple, certains modèles désactivaient complètement des gènes spécifiques, ce qui menait à de graves problèmes de formation des vaisseaux sanguins et à la mort des souris en développement.

D'autres stratégies se concentraient sur une perte partielle des péricytes, ce qui causait des problèmes de circulation et des barrière hémato-encéphalique faibles. Cependant, une limite des méthodes traditionnelles est qu'elles provoquent souvent des défauts de développement, rendant difficile l'étude des péricytes adultes dans un contexte sain.

Nouvelle Approche pour Étudier les Péricystes

Pour pallier ces limites, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode en utilisant des gènes spécifiques qui peuvent être activés ou désactivés à volonté. Cette approche permet aux scientifiques de contrôler quand et comment les péricytes sont retirés, facilitant des études précises sur leur comportement et leur rôle sans causer de problèmes de développement.

Une méthode innovante consiste à mélanger différents types de souris génétiquement modifiées où le Tamoxifène, une substance chimique, est administré pour induire le retrait des péricytes. Cette approche ciblée permet d'étudier les fonctions des péricytes chez les adultes, améliorant significativement la compréhension de leur importance dans la santé et la maladie.

Étude des Fonctions des Péricystes

Dans une étude récente, les scientifiques ont utilisé ce nouveau modèle pour évaluer comment le retrait des péricytes impacte les souris. La recherche a été approfondie, examinant comment la perte de péricytes affecte les taux de survie, le poids corporel, la récupération au fil du temps, et les fonctions dans le cerveau et la moelle épinière.

Détails Expérimentaux

Les chercheurs ont gardé les souris dans un environnement contrôlé avec des températures et des cycles de lumière appropriés tout en s'assurant qu'elles avaient de la nourriture et de l'eau. Différents groupes de souris ont été traités avec des doses variées de tamoxifène pour observer ses effets sur les péricytes.

Le tamoxifène a été administré en différentes quantités sur quelques jours pour déterminer la meilleure stratégie pour retirer efficacement les péricytes tout en minimisant les effets négatifs.

Impact sur le Poids et la Survie des Souris

Les observations ont montré que la quantité de tamoxifène administrée influençait considérablement la survie des souris. Les souris qui ont reçu des doses plus élevées ont commencé à montrer des signes de détresse et n'ont pas survécu longtemps. En revanche, celles qui ont reçu des doses plus faibles ont vécu plus longtemps et sont restées stables.

Comme prévu, il y avait des changements de poids notables selon le traitement. Les souris ayant reçu une dose plus élevée ont perdu du poids de manière significative, indiquant que le tamoxifène peut entraîner des problèmes de santé lorsqu'il est utilisé à des niveaux élevés.

Récupération des Péricystes

Un aspect important de l'étude était comment les péricytes récupèrent après avoir été retirés. Les chercheurs ont découvert qu'après ablation, les péricytes pouvaient se régénérer avec le temps, suggérant qu'ils ont une certaine flexibilité. Cette récupération était plus évidente dans le cerveau par rapport à la moelle épinière, montrant comment les péricytes se comportent différemment selon la zone du corps.

Observations dans le Cerveau

Après avoir retiré des péricytes, les scientifiques ont surveillé les changements dans le cerveau. Ils ont constaté une réduction significative du nombre de péricytes et que la récupération a commencé progressivement après la période d'ablation. Cela suggère qu même après le retrait, le cerveau a des mécanismes qui permettent aux péricytes de se regrouper et de restaurer leurs nombres.

Observations dans la Moelle Épinière

De même, en examinant la moelle épinière, les chercheurs ont noté des changements dans le comportement des péricytes. La moelle épinière a montré une réponse plus graduelle à la perte de péricytes, avec une certaine récupération notée après un certain temps. Cependant, cette réponse n'était pas aussi robuste que dans le cerveau, soulignant les différences régionales dans la façon dont les péricytes fonctionnent et se rétablissent.

Changements Vasculaires Après le Retrait des Péricystes

L'étude a également examiné si le retrait des péricytes affectait la structure globale des vaisseaux sanguins. Étonnamment, ils ont découvert que le retrait des péricytes ne changeait pas de manière significative la structure ou la morphologie des vaisseaux sanguins sur une période donnée. Cela indique que, bien que les péricytes aient des fonctions importantes, le système vasculaire adulte peut maintenir sa stabilité même en l'absence de péricytes.

Évaluations Comportementales

Pour évaluer comment la perte de péricytes pourrait impacter le comportement et la fonction des souris, divers tests ont été effectués. Ces tests ont évalué les compétences motrices et les capacités de mémoire.

Tests de Fonction Motrice

En utilisant un test d'écran inversé, les chercheurs ont examiné à quel point les souris pouvaient bien agripper et se maintenir sur une surface. Les résultats ont montré que la capacité à agripper ne différait pas significativement entre les souris traitées et non traitées, suggérant que la fonction motrice était largement non affectée par la perte de péricytes.

Tests de Mémoire

En plus des compétences motrices, l'étude a également testé la mémoire spatiale à travers une tâche de labyrinthe en Y. Les résultats ont indiqué que les performances mémorielles des souris restaient comparables, sans impacts majeurs observés suite au retrait des péricytes.

Conclusion

L'étude a efficacement mis en évidence l'importance de développer des méthodes qui permettent aux scientifiques d'étudier les péricytes sans causer d'effets secondaires nocifs. Le nouveau modèle a permis aux chercheurs de mieux apprécier comment les péricytes fonctionnent dans le système nerveux et leur capacité à récupérer après une blessure.

Les résultats suggèrent que les péricytes jouent un rôle crucial dans le maintien de la santé cérébrale mais indiquent aussi que le système nerveux adulte a la capacité de s'adapter et de guérir même lorsque ces cellules sont retirées. Cette recherche ouvre de nouvelles voies pour explorer des traitements pour diverses conditions neurologiques en ciblant les péricytes.

En résumé, mieux comprendre les péricytes pourrait mener à des thérapies plus efficaces pour les maladies affectant le cerveau et la moelle épinière. La capacité de créer et d'étudier des modèles précis fera progresser les connaissances de la communauté scientifique et pourra potentiellement mener à des stratégies innovantes pour traiter les troubles neurovasculaires.

Source originale

Titre: A Novel Mouse Model Demonstrates In Vivo Replenishment of Central Nervous System Pericytes After Successful Acute Ablation

Résumé: Central nervous system (CNS) pericytes play crucial roles in vascular development and blood-brain barrier maturation during prenatal development, as well as in regulating cerebral blood flow in adults. They have also been implicated in the pathogenesis of numerous neurological disorders. However, the behavior of pericytes in the adult brain after injury remains poorly understood, partly due to limitations in existing pericyte ablation models. To investigate pericyte responses following acute ablation, we developed a tamoxifen-inducible pericyte ablation model by crossing PDGFR{beta}-P2A-CreERT2 and Rosa26-DTA176 transgenic mouse lines. Using this model, we studied the effects of different tamoxifen doses and conducted histological examinations 15 and 60 days post-injection to assess both short- and long-term impacts of pericyte ablation. Our results demonstrate that a low dose of tamoxifen effectively ablates CNS pericytes in mice without reducing survival or causing significant systemic side effects, such as weight loss. Additionally, we found that the extent of pericyte depletion varies between the cortex and the spinal cords gray and white matter regions. Importantly, both pericyte coverage and numbers increased in the weeks following acute ablation, indicating the regenerative capacity of CNS pericytes in vivo. This model offers a valuable tool for future studies on the role of pericytes in neurological disorders, overcoming the limitations of constitutive pericyte ablation models.

Auteurs: Atay Vural, D. Atak, E. Yildiz, E. Ozkan, M. Yousefi, A. Ozkan, A. B. Gokyuzu, A. B. Kizilirmak, I. A. Alnajjar, C. Kanar, Z. L. Caan, S. U. Zeybek, C. I. Kucukali, E. Tuzun, Y. Gursoy-Ozdemir

Dernière mise à jour: 2024-09-28 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.614665

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.614665.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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