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Imagerie neuronale et spéciation du manganèse

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L’exposition environnementale aux métaux neurotoxiques tels que le manganèse serait l’un des facteurs de risque à l’origine de la maladie de Parkinson. Les composés organo-métalliques de manganèse sont utilisés en tant que pesticides (Maneb), ou comme additifs dans l’essence sans plomb (MMT).

En utilisant les méthodes micro-SXRF (Synchrotron X-Ray Fluorescence) et micro-XAS (X-ray Absorption Spectroscopy) à l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), nous avons mis en évidence l’accumulation du manganèse dans l’appareil de Golgi des cellules dopaminergiques (voir figure).

Ce résultat, totalement inédit, nous renseigne sur les mécanismes de détoxification de cet élément et le lien potentiel avec la maladie de Parkinson. Une perturbation du trafic vésiculaire par altération et fragmentation de l’appareil de Golgi expliquerait les effets neurotoxiques du Mn, en particulier sur le système dopaminergique cible de la neurodégénérescence.

De plus nous avons montré que quelle que soit la nature des composés environnementaux de Mn (inorganiques, métallo-organiques), le mécanisme de toxicité est le même et passe par une interaction des ions Mn2+ avec l’appareil de Golgi. La toxicité est proportionnelle à la solubilité des composés, comme montré par la spéciation, rejoignant le paradigme de toxicité vs solubilité décrit pour l’oxyde cobalt.

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Figure. Imagerie micro-SXRF et spectroscopie micro-XAS de neurones dopaminergiques exposés in vitro au Mn montrant son accumulation dans l’appareil de Golgi et la spéciation sous forme Mn2+. Données obtenues à l’ESRF, ligne ID21. Barre d’échelle : 10 µm.

Référence

Environmental manganese compounds accumulate as Mn(II) within the Golgi apparatus of dopamine cells : relationship between speciation, subcellular distribution, and cytotoxicity
Carmona A., Roudeau S., Perrin L., Veronesi G., Ortega R. (2014), Metallomics, 6, 822-832. [pubmed] [link]