Venue: Centre Broca Nouvelle-Aquitaine / Salle de conférence
Florelle Domart
IINS
Thèse dirigée par
– Richard Ortega du CENBG
– Daniel Choquet de l’IINS
Résumé
Les éléments chimiques métalliques tels que Fe, Cu ou Zn sont présents en quantité infime dans le cerveau. Le rôle de ces métaux traces dans les fonctions neuronales, telles que la transmission synaptique et les processus de mémorisation, reste encore largement à élucider. En outre, une dyshoméostasie des métaux est retrouvée dans de nombreuses neuropathologies, telles que maladie d’Alzheimer, de Parkinson ou sclérose latérale amyotrophique. Les mécanismes d’interaction des métaux traces au niveau neuronal sont difficiles à décrire faute de méthodes analytiques possédant une résolution et une sensibilité adaptées pour en déterminer la distribution à l’échelle synaptique. La spectrométrie de fluorescence-X synchrotron (SXRF) est une méthode d’analyse chimique multi-élémentaire permettant de décrire la distribution quantitative de ces éléments à l’échelle subcellulaire avec une résolution nanométrique (40 nm avec la ligne ID16A du synchrotron ESRF) et une très haute sensibilité. Afin d’interpréter avec précision les résultats d’imagerie chimique, nous avons développé un protocole pour corréler l’imagerie nano-SXRF avec la microscopie super résolutive de déplétion par émission stimulée (STED) permettant ainsi la corrélation des distributions des métaux avec celle de protéines cibles en super résolution. Nous avons marqué les microtubules et l’actine-F de neurones primaires d’hippocampe de rat puis imagé le cytosquelette par microscopie STED avant de déterminer par spectrométrie SXRF les distributions des éléments P, S, Fe, Cu et Zn. Nous avons ainsi mis en évidence la colocalisation du Zn et des microtubules au niveau dendritique ainsi qu’une localisation du Cu essentiellement dans le cou des épines dendritiques riches en F-actine, et une distribution du Fe sous forme de points très localisés dans les dendrites. Ces résultats ont révélé le rôle essentiel du Zn dans l’architecture du cytosquelette des neurones d’hippocampe et la méthode d’imagerie corrélative développée ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude des dyshoméostasies des métaux dans les maladies neurodégénératives.
Mots clés : chimie analytique, neurobiologie, métaux traces, synchrotron, synapse, microscopie corrélative
Publications
Correlative synchrotron nano X-ray fluorescence and STED super resolution imaging of metals and proteins in dendritic spines ; Florelle Domart, Peter Cloetens, Stéphane Roudeau, Asuncion Carmona, Emeline Verdier, Daniel Choquet and Richard Ortega – submitted
Zinc and Copper Effects on Stability of Tubulin and Actin Networks in Dendrites and Spines of Hippocampal Neurons.Perrin L, Roudeau S, Carmona A, Domart F, Petersen JD, Bohic S, Yang Y6, Cloetens P, Ortega R ; ACS Chem Neurosci. 2017 Jul 19;8(7):1490-1499.
Jury
KUHN Alexander – Professeur, ENSCPB, Bordeaux
Examinateur
CARRIERE Marie – Chercheuse CEA, HDR, Grenoble
Rapporteuse
BUISSON Alain – Professeur, Université de Grenoble Alpes
Rapporteur
ISAURE Marie-Pierre – Maître de Conférences, HDR, IPREM Pau
Examinatrice
THOUMINE Olivier – DR CNRS, IINS, Bordeaux
Examinateur
ORTEGA Richard – DR CNRS, CENBG, Bordeaux-Gradignan
Directeur de thèse
CHOQUET Daniel – DR CNRS, IINS, Bordeaux
Co-directeur de thèse
CLOETENS Peter – Chercheur ESRF, Grenoble
Invité