Anomalies respiratoires chez la souris "Rett"
Les souris “Rett” ont des problèmes respiratoires importants.
Nous avons étudié la maturation de la fonction respiratoire chez les souris Mecp2 déficientes. Nous avons montré que la respiration des animaux était normale jusqu’à 30 jours après la naissance puis que le rythme et la fréquence respiratoire devenaient irréguliers, les animaux présentant des apnées importantes quelques jours avant leur mort. Une anesthésie légère permet de supprimer ces anomalies respiratoires. A l’image de ce qui se passe dans l’espèce humaine, nous pensons que le générateur de rythme est capable de fonctionner normalement mais que ce sont les afférences régulatrices sur ce centre qui conduisent aux anomalies respiratoires observées. Ce point est particulièrement intéressant si l’on envisage d’intervenir pharmacologiquement pour tenter de corriger les déficits observés.
Enregistrements du rythme respiratoire des souris Mecp2 déficientes entre 30 jours (P30) et 60 jours (P60). La fréquence et la durée des apnées augmente avec l’âge des animaux. Certains animaux présentent des apnées de 10 secondes ce qui est excessivement long lorsque l’on sait que les souris respirent normalement à 160 mouvements par minutes.
Les anomalies respiratoires sont sous-tendues par des anomalies cellulaires dans le tronc cérébral.
Dans une seconde partie de notre travail, nous avons voulu savoir si ces anomalies respiratoires étaient consécutives à des anomalies neurochimiques. Nous avons donc mesuré, grâce à la chromatographie liquide haute performance, les contenus en divers métabolites dans différentes régions du cerveau des animaux KO. Nous avons eu la surprise de constater qu’il existe, avant même les premières manifestations cliniques, un déficit important des contenus en noradrénaline (environ 30% de perte) dans le tronc cérébral des souris. Un marquage spécifique nous a permi de mettre en évidence un déficit cellulaire au niveau de deux groupes de neurones impliqués dans la modulation du rythme respiratoire (groupes A1/C1 et A2/C2). Il s’agit de la première mise en évidence d’un déficit cellulaire majeur (40% de neurones en moins chez les animaux KO par rapport aux contrôles) dans ce modèle. Nous avons également montré que cette perte cellulaire était spécifique à ce type de neurones, il ne s’agit pas d’une perte neuronale généralisée. En effet, nous n’avons observé aucun déficit dans les autres populations neuronales testées (neurones sérotoninergiques ou neurones des groupes moteurs X et XII).
Marquage immunohistofluorescents pour la protéine tyrosine hydroxylase qui permet de localiser les neurones catécholaminergiques. Les flèches montrent l’emplacement des neurones catécholaminergiques du groupe A2C2 chez la souris sauvage. Grâce à ce marquage nous avons pu mettre en évidence, dans les structures bulbo-pontiques, d’un déficit du nombre de neurones catécholaminergiques A1C1 et A2C2 chez la souris Mecp2-déficiente.
Nous résultats montrent que la déficience en protéine Mecp2 entraîne des altérations des systèmes bioaminergiques chez la souris qui, à leur tour, pourraient expliquer les altérations du rythme respiratoire. Potentiellement, cet important déficit cellulaire pourrait également expliquer d’autres anomalies de la fonction autonome. Ces travaux offrent des perspectives très intéressantes pour progresser dans la compréhension de certains aspects du phénotype du syndrome de Rett. Les questions auxquelles nous allons maintenant tenter de répondre sont multiples. Nous devons savoir si les anomalies cellulaires observées dans le tronc cérébral des souris Mecp2 déficientes sont une cause ou une conséquence des anomalies respiratoires. Pour répondre à cette question, l’étude d’animaux très jeunes chez lesquels la respiration est encore normale sera instructive. Etant donné la fonction supposée de la protéine Mecp2 dans la régulation de l’expression des gènes, nous avons également entamé un programme d’étude du transcriptome de différentes structures cathécholaminergiques chez ces animaux à différents stades de développement.