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Imagerie du fer dans les neurones à dopamine

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La perturbation de l’homéostasie du Fe pourrait jouer un rôle crucial dans la pathogenèse de la maladie de Parkinson par induction de stress oxydant et/ou promotion de l’agrégation de l’alpha-synucléine. Ainsi, la maladie de Parkinson représente l’α-synucléinopathie la plus courante et les niveaux de fer sont plus importants dans la substantia nigra des patients atteints de la maladie de Parkinson, mais l’interconnexion potentielle entre ces deux changements moléculaires est encore mal comprise. Comme l’α-synucléine peut lier le fer in vitro nous avons testé l’hypothèse que la teneur en fer et sa distribution pourraient être modifiées dans les cellules sur-exprimant l’α-synucléine.

Grâce aux méthodes d’imagerie chimique nano-SXRF et micro-PIXE, nous avons quantifié et décrit la distribution du fer au niveau subcellulaire. Nous montrons que, dans les neurones exposés à un excès de fer, la surexpression de l’α-synucléine humaine conduit à l’augmentation du niveau de fer intracellulaire et à sa redistribution dans le cytoplasme, vers la région périnucléaire dans les inclusions d’α-synucléine (Figure 1).

Des résultats reproductibles ont été obtenus sur deux systèmes d’expression recombinants distincts, sur les neurones primaires du mésencéphale de rat et sur une lignée cellulaire neuroblastique de rat (PC12), infectées avec des vecteurs viraux exprimant l’α-synucléine humaine. Nos résultats relient deux caractéristiques moléculaires spécifiques de la maladie de Parkinson, l’accumulation de l’α-synucléine et l’augmentation des niveaux de fer dans la substantia nigra (Ortega et al., 2016).

Figure 1. Imagerie nano-SXRF de neurones dopaminergiques exposés in vitro à un excès de fer sans (haut) ou avec (bas) surexpression de l’alpha synucléine. Dans les neurones sur-exprimant l’alpha-synucléine le fer s’accumule dans des inclusions périnucléaires riches en alpha-synucléine.

Publications

α-Synuclein over-expression induces increased iron accumulation and redistribution in iron-exposed neurons
Ortega R., Carmona A., Roudeau S., Perrin L., Dučić T., Carboni E., Bohic S., Cloetens P., Lingor P. (2016), Molecular Neurobiology, 53, 1925-1934. [pubmed] [link]