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| 1/ Sujet proposé « Impact de la dénutrition périnatale sur le système neuro-endocrine intestinal » 2/ Unité d'accueil : UMR INRA 1280 « Physiologie des Adaptations Nutritionnelles », CHU Hôtel-Dieu, Nantes 3/ Equipes d'accueil : UMR INRA 1280 « Physiologie des Adaptations Nutritionnelles » et U913 INSERM « Neuropathies du Système nerveux entérique et pathologies digestives ») Responsables des équipes: Pr D. Darmaun (UMR 1280) et Dr Michel Neunlist (U913) Encadrants: Gwenola Le Dréan (UMR1280) et Michel Neunlist (U913) 4/ Ecole Doctorale concernée : Biologie-Santé ; Université de Nantes. 5/ Financement : 50% Région Pays de La Loire dans la cadre du projet PARIMAD et 50% par le département Alimentation Humaine auquel est rattachée l’UMR 1280. 7/ Contexte Scientifique Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet régional PARIMAD qui vise à mieux comprendre l’impact d’une dénutrition périnatale sur l’axe intestin-cerveau. La période périnatale est une fenêtre critique du développement au cours de laquelle différents stress (nutritionnel, inflammatoire, infectieux…) pourraient conditionner la survenue de pathologies à l’âge adulte. Ainsi, la dénutrition durant cette période triple le risque de survenue à l’âge adulte de pathologies métaboliques (obésité, dyslipidémie, diabète de type 2), et augmenterait la susceptibilité à développer des pathologies intestinales. La prise alimentaire et le contrôle des fonctions digestives est régi par quatre composantes principales de l’axe intestin-cerveau: 1) les cellules épithéliales de la paroi intestinale dont les cellules entéro-endocrines (CEE) qui sont impliquées dans le « sensing nutritionnel » ; 2) le système nerveux entérique (SNE), régulateur des fonctions digestives ; 3) la voie vagale qui intègre les signaux neuro-endocrines vers le système nerveux central et 4) les circuits neuronaux du cerveau impliqués dans la motivation et la récompense. Le projet de thèse a pour objectif l’étude de la dénutrition périnatale sur les 2 premiers maillons de cet axe : les CEE et le SNE. 8/ Description du projet L’objectif principal de ce projet est de mieux comprendre l’impact de l’empreinte nutritionnelle sur les troubles de la prise alimentaire et les fonctions digestives par l’étude des interactions entre les CEE et le SNE. Nous étudierons chez le rat les effets d’une dénutrition périnatale sur :
Argumentaire Les CEE ne représentent qu’environ 1% des cellules épithéliales du tube digestif mais constituent l’organe endocrine le plus vaste de l’organisme (Rehfeld, 2012). Cette population constituée d’au moins 15 types cellulaires matures régule via la libération de peptides gastrointestinaux et conjointement avec le SNE, de nombreux aspects de l’activité gastrointestinale : nutrient sensing (détection des nutriments), sécrétions endo- et exocrines, vidange gastrique, inhibition de la prise alimentaire, métabolisme du glucose, renouvellement de l’épithélium intestinal, etc. (Moran-Ramos et al., 2012 ; Raybould, 2012). Les différents types de CEE se différencient à partir de progéniteurs issus d’un précurseur commun de lignée endocrine lui-même issu d’une cellule souche intestinale (Li et al., 2011). Matures, elles sont spécialisées dans la sécrétion d’un ou plusieurs peptides gastro-intestinaux. Ces cellules ainsi que leurs progéniteurs constituent des cibles potentielles de la dénutrition périnatale qui pourrait agir (i) sur leur capacité à proliférer ou se différencier à l’âge adulte, (ii) sur leur capacité à détecter les nutriments de la lumière intestinale, réduisant dans les 2 hypothèses, les capacités endocrines du tractus digestif. Le SNE est un système nerveux intégratif localisé dans l’ensemble de la paroi du tube digestif. Il est organisé en deux plexus : le plexus myentérique contrôlant principalement les fonctions motrices et le plexus sous-muqueux responsable du contrôle des fonctions de la barrière épithéliale intestinale (Neunlist et al., 2013). Le SNE est composé de neurones et de cellules gliales entériques. Bien que le SNE ait fini de coloniser le tube digestif durant la période précoce de l’embryogénèse, la maturation du SNE dans la période périnatale et postnatale semble être une période clé dans l’élaboration du réseau neuroglial épithélial et dans la maturation des fonctions digestives. Des études précédentes montrent en effet une plasticité neurogliale accrue durant cette période, qui pourrait rendre le SNE particulièrement vulnérable dans le cas d’un RCIU (De Vries et al., 2010; Suply et al., 2012). Cependant, les effets d’un RCIU sur la maturation des circuits neurogliaux du SNE en période postnatale ne sont pas connus, et pourraient pourtant avoir des conséquences à long terme sur le développement de pathologies digestives à l’âge adulte. Des altérations de maturation du SNE peuvent également avoir des conséquences sur la transmission des signaux neuro-endocrines vers le SNC. Echéancier Année 1. Effet d’un RCIU sur la maturation du SNE. Analyses sur rats RCIU comparés à des rats contrôles au cours du développement postnatal: - de la maturation du SNE sur des rats RCIU : phénotype neurochimique des principales populations neuronales (acétylcholine, sérotonine, VIP, NO) ; expression de marqueurs neuronaux et synaptiques (Tau, MAP2, synapsin, PSD95) et de facteurs gliaux (GFAP ; Sox-10 ; S100β ; BDNF, GDNF) Année 1 et 2 Effet d’un RCIU sur la maturation des CEE et leur fonction « nutrient sensing » Analyses sur rats RCIU comparés à des rats contrôles au cours du développement postnatal: - des sous populations de CEE : après dissociation tissulaire, identification à l’aide d’un anticorps spécifique (ghréline pour les cellules X/A de l’estomac ; CCK pour les cellules I de l’intestin grêle ; GLP-1 pour les cellules L de l’iléocôlon; etc.) et tri par cytomètrie en flux (quantification). Des marqueurs de la voie de différenciation endocrine seront également utilisés en immuno-histochimie (Math1, Ngn3, NeuroD). - étude du « nutrient sensing » : mise culture sur Matrigel soit de CEE triées, soit de cryptes intestinales, mesure des sécrétions basales de peptides gastro-intestinaux et en réponse à des stimulations par les nutriments (acides gras à longue chaîne pour la CCK, glucose pour le GLP-1, etc.), mesure des flux calciques (mesure d’excitabilité) avant et après stimulation de ces cellules en culture par des nutriments, voies de signalisation (récepteurs du type GPR40). Année 3 Interactions CCE/SNE et activation vagale - Analyse de l’activité cellulaire sur des préparations de muqueuse intestinale de rats contrôles et RCIU:
- Phénotype des neurones afférents du nerf vague (ganglions plexiformes) après stimulation par des nutriments (précédemment testés) ou des peptides gastro-intestinaux (CCK) - Valorisation (articles et mémoire de thèse) Références bibliographiques - Rehfeld JF. (2012). Regul Pept. 177 Suppl:S1-5. - Moran-Ramos et al. (2012) Adv Nutr. 31:8-20 - Raybould RE. (2010) Gut chemosensing: interactions between gut endocrine cells and visceral afferents. Auton Neurosci. 153(1-2):41-6. - Li HJ et al. (2011) Diabetes Obes Metab. 13 Suppl 1:5-12. - Neunlist M et al. (2013) Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 10(2):90-100. - de Vries P, Soret R, Suply E, Heloury Y, Neunlist M.(2010) Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 299(2):G539-47 - Suply E, de Vries P, Soret R, Cossais F, Neunlist M. (2012) Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 302(12):G1373-80 Contact: gwenola.ledrean@univ-nantes.fr ou michel.neunlist@univ-nantes.fr Tél. 02 51 48 20 02 Début du contrat : 1er novembre 2014 |
