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Les mécanismes moléculaires de la perception olfactive.

Auteur : Dr. Valéry MATARAZZO - CNRS UPR 9024 - Laboratoire de Neurobiologie - Marseille, France.

Adresse actuelle : Johns Hopkins Medical Institute - Department of Neurosciences, Baltimore, MD, USA -


A - Principales caractéristiques du système olfactif chez les vertébrés :

A3.2. Les facteurs intrinsèques :

Jusqu'à présent, le facteur le plus précoce décrit dans lignage olfactif est MASH1 : l'Homologue chez le Mammifère du gène pro-neuronal Acaete-Scute de la drosophile (Gordon et al., 1995; Calof, 1995). Il s'agit d'un facteur de transcription déjà connu pour être exprimé dans les neurones précurseurs du système nerveux de la souris au stade embryonnaire (Lo et al., 1991). Chez le mutant nul MASH1-/-, il est constaté une réduction profonde du nombre de neurones olfactifs avec notamment une atteinte du système nerveux autonome et entérique (Guillemot et al., 1993). La mise en culture d'explant d'épithélium olfactif de ce mutant et l'insertion du gène MASH1 par un vecteur d'expression rétroviral rétablit partiellement la formation de neurones olfactifs (Calofa et al., 1998). La neurogenèse serait donc dépendante de ce facteur. L'observation conjointe de l'activité mitotique et de l'immunoréactivité de MASH1 a permis de montrer que l'expression de ce facteur augmente en même temps que s'effectue une prolifération cellulaire. Ce stade cellulaire qui apparaît avant les INPs mais après le stade des cellules souches a été nommé Transit Amplify Cell (Calof et al., 1996; Calofa et al., 1998). Lorsque l'expression de MASH1 décline, les cellules acquièrent le phénotype des Précurseurs Neuronaux Immédiats (INP) qui, comme nous le décrivions auparavant, sont l'équivalent in vivo des cellules basales globulaires. Elles expriment la neurogenine I, un autre facteur de transcription connu comme facteur intrinsèque du lignage neuronal (Cau et al., 1997). Ces INPs se divisent une seule fois en deux cellules filles neuronales qui expriment alors un des marqueurs connus du développement neuronal : N-CAM (Calof et Chikaraishi, 1989).

A ce stade cellulaire, il est détecté d'autres marqueurs spécifiques des neurones olfactifs immatures comme la tubuline de type III (NST) (Roskams et al., 1998) associée avec la formation des neurites (Cambray-Deakin, 1991), ainsi que GAP 43 caractéristique des neurones en cours de croissance axonale (Verhaagen et al., 1989). Des facteurs agissant sur le developpement axonal des neurones olfactifs ont été décrits. Un nouveau gène exprimé communément dans les neurones olfactifs et les cellules sécrétant la lubérine (ou LHRH : Luteizing Hormone - Releasing Hormone) code pour une protéine membranaire nommée NELF pour Nasal Embyonic LHRH Factor (Kramer et al., 2000; Kramer et Wray, 2000). Le bloquage de son ARN messager par la technique d'ARN antisens provoque une nette diminution de la croissance axonale des cellules olfactives et un défaut de migration des fibres à LHRH dans la partie profonde de la muqueuse olfactive.
Au cours de cette croisssance, les sémaphorines pourvoient aussi à la migration des axones olfactifs vers leur cible bulbaire (Williams-Hogarth et al., 2000). Il existe une expression différentielle de plusieurs sous-types de récepteurs au cours du développement et lors de la neurogenèse après bulbectomie. Chez la souris mutante nulle pour la sémaphorine de type 3A, le guidage axonal est dérouté dès le stade embryonnaire E13. Au stade post-natal, les trajectoires des axones des neurones olfactifs deviennent aberrantes (Schwarting et al., 2000).

  Figure 4
Finalement, les neurones olfactifs, en cours de maturité, perdent l'immunoréactivité à GAP 43, ainsi qu'à la tubuline de type III et expriment des marqueurs typiques des neurones olfactifs matures comme l'OMP (Olfactory Marker Protein) (Baker et al., 1989; Rogers et al., 1987), des composants du signal de transduction comme la protéine Golf, l'adénylate cyclase de type III (Jones et Reed, 1989; Bakalyar et Reed, 1990) et les récepteurs olfactifs (Buck et Axel, 1991) (Figure 4).

Une nouvelle famille de facteurs de transcription a été caractérisée dans les neurones olfactifs : OLF-1 (Wang et Reed, 1993; Wang et al., 1993; Davis et Reed, 1996). Ils pourraient intervenir dans la régulation de l'expression des gènes qui codent pour les protéines de la cascade de transduction du signal olfactif (Wang et al., 1993). En agissant sur le phénotype final du neurone récepteur olfactif, ces facteurs de transcription réguleraient ainsi le développement neuronal (Davis et Reed, 1996).

Les neurones olfactifs matures conservent tout de même un caractère "juvénile" par rapport aux autres neurones du système nerveux central. En effet, ils expriment la vimentine, une protéine des microfilaments spécifique des neurones post-mitotiques, qui est détectée habituellement dans les neurones immatures au cours de la mise en place du système nerveux central (Schwob et al., 1986). Viereck et son groupe (1989) ont détecté aussi des Protéines Associées aux Microtubules : MAP5, MAP2 et tau qui témoignent d'une croissance et d'une plasticité neuronale.



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