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La testostérone, une hormone sexuelle aux multiples facettes : implication dans l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique chez la souris

proposé par Valérie MESSENT ,CNRS /INSERM UPMC Paris

Projet de stage : Thème : Biologie cellulaire de la barrière hémato-encéphalique et Neuroendocrinologie Titre : La testostérone, une hormone sexuelle aux multiples facettes : implication dans l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique chez la souris

La barrière hémato-encéphalique (BHE) est un système cellulaire complexe constitué par des cellules endothéliales, des péricytes, des astrocytes et une lame basale. Alors que les cellules endothéliales de la paroi des capillaires constituent la première barrière avec leurs jonctions serrées et un faible transport vésiculaire, une interaction entre tous ces éléments est nécessaire pour l’induction et le maintien de la BHE. En effet, la BHE est un élément crucial pour le maintien du microenvironnement et de la fonction neuronale. Un dysfonctionnement de son rôle protecteur est une complication majeure de nombreuses pathologies du cerveau. Les vaisseaux cérébraux sont des tissus cibles des hormones stéroïdes sexuelles : ils expriment les récepteurs spécifiques des hormones stéroïdes sexuelles des androgènes (AR) et des oestrogènes (ER et ER), ainsi que les enzymes du métabolisme de la testostérone. Dans le cerveau, la testostérone peut activer les voies de signalisation soit directement via le récepteur des androgènes ou indirectement via les récepteurs des oestrogènes après sa conversion en oestradiol. La présence d’effecteurs endocriniens vasculaires a des implications importantes sur les différences hommes-femmes dans la fonction vasculaire cérébrale. Cependant, la contribution relative de ces récepteurs dans l’intégrité de la BHE reste encore incertaine. L’impact cellulaire et moléculaire de ces hormones sur la microvasculature cérébrale reste à étudier plus en détail.

Ce projet vise à déterminer les mécanismes cellulaires et moléculaires induits par la testostérone qui sous-tendent la plasticité structurale et fonctionnelle de la BHE. Nous utiliserons deux modèles expérimentaux : i) notre modèle ex vivo de tranches de cerveaux de souris permettant de maintenir les interactions cellulaires locales tout en s’affranchissant des voies afférentes et efférentes, ii) notre modèle in vivo de lignées de souris mutantes conditionnelles invalidées spécifiquement dans le système nerveux pour les récepteurs des œstrogènes et des androgènes afin de discriminer la part relative de chacun d’eux. Ces modèles seront utilisés pour mettre en œuvre des protocoles de cytologie moléculaire (immunohistochimie, Western blot), de cytologie ultrastructurale (microscopie électronique à transmission, cryofracture, tomographie électronique, microscopie corrélative-CLEM), de biologie moléculaire (RT-PCR), de pharmacologie.

Les objectifs principaux de ce stage seront de poursuivre notre étude en :

1. Évaluant l’implication de ces récepteurs dans l’intégrité de la BHE par une étude ultrastucturale des jonctions serrées des cellules endothéliales des capillaires et du transport vésiculaire (transcytose). Actuellement, aucune étude ne décrit un tel phénomène.

2. Identifiant les interactions cellulaires et moléculaires régulant la fonction de la BHE par l’étude de l’expression, entre autres, des protéines du cytosquelette, de la matrice extracellulaire, de la NO-synthase endothéliale, des transporteurs vésiculaires.

Ce projet s’articule autour d’une problématique de biologie cellulaire fondamentale qui devrait apporter de nouveaux éclairages dans la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires

Techniques mises en œuvre par le stagiaire : Pour cette étude, deux modèles expérimentaux seront utilisés :
- Des souris mâles invalidées pour l’AR sélectivement dans le système nerveux central, lignée transgénique générée et caractérisée par l’équipe
- Des tranches d’hypothalamus de souris ex vivo maintenues en survie, modèle développé dans l‘équipe, incubées en présence de testostérone

Ce travail combinera des approches de cytochimie et d’immunocytologie, en microscopie optique et en microscopie électronique à transmission, et des techniques de biochimie/biologie moléculaire (Western Blot, RT-PCR).

Documents joints

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