Maintenance of peripheral myelin : physiology and pathophysiology
Maintenance de la myéline périphérique : physiologie et physiopathologie
Résumé
The synthesis of the myelin sheath by Schwann cells in the peripheral nervous system is under the control of several transcription factors including Egr2, which was shown to be also involved in the maintenance of peripheral myelin. We set up a new method to study the involvement of various genes in peripheral myelin maintenance, using small interfering RNAs (siRNAs) to silence target genes in vitro and in vivo. We used modified self-delivery siRNAs to silence candidate genes without using transfection reagents. These siRNAs were first used on organotypic co-cultures of dorsal root ganglia from embryonic rat and then injected into the sciatic nerves of adult rats. We showed that control non-targeting siRNAs did not induce significant demyelination either in co-cultures or in vivo, after direct injection in sciatic nerves. We then showed that anti-Egr2 siRNAs down-regulated in vitro their target gene expression by ~60%. In addition, treatment with anti-Egr2 siRNAs resulted in abnormalities of the myelin sheaths in co-cultures. The injection of anti-Egr2 siRNAs in the sciatic nerves of adult rats induced a significant and rapid demyelination, as shown by the loss of Myelin Protein Zero expression in the injected area on immunohistochemistry experiments (optic microscopy) and by direct evidence of demyelination on epon-embedded transversal sections of sciatic nerves (optic and electron microscopy). These results confirm previous data involving Egr2 in active myelin maintenance, which were obtained using conditional knockout experiments in mice. Injections of anti-Dicer siRNAs similarly induced sciatic nerve demyelination, establishing that Dicer expression in adult peripheral nerves is necessary for proper myelin maintenance. Our results constitute a proof of concept for the use of self-delivery siRNAs to investigate the molecular mechanisms of myelin maintenance in vivo and also to induce a gene-driven demyelination “on demand” in peripheral nerves.
La synthèse de la gaine de myéline périphérique par les cellules de Schwann dans le système nerveux périphérique est sous le contrôle de plusieurs facteurs de transcription incluant Egr2 qui est aussi impliqué dans la maintenance de la myéline périphérique. Nous avons développé une nouvelle méthode pour étudier l'implication de différents gènes dans la maintenance de la myéline périphérique en utilisant des siRNA pour inactiver des gènes cibles in vitro et in vivo. Nous avons utilisé des siRNA modifiés pour inhyber les gènes candidats sans utiliser de réactif de transfection. Ces siRNA sont d'abord utilisés sur des co-cultures organotypiques de ganglions rachidiens postérieurs d'embryons de rat et aussi en les injectant dans le nerf sciatique de rat adulte. Nous avons montré que les siRNA contrôles n'entrainent pas de démyelinisation significative aussi bien sur les co-cultures que in vivo après l'injection directe dans le nerf sciatique. Nous avons alors montré que les siRNA anti Egr2 régulent à la baisse l'expression de ces gènes cibles d'environ 60%. En plus, le traitement avec les siRNA anti Egr2 entrainent une dégradation de la gaine de myéline périphérique dans les co-cultures. L'injection des siRNA anti-Egr2 dans le nerf sciatique de rat adulte induit une demyelinisation rapide et significative marquée par la perte de l'expression de MPZ (myelin protein zero) dans la zone d'injection montrée par les expériences immunohistochimiques (microscopie optique) et par l'observation directe de la démyelinisation à l’épon sur des sections transversales de nerf sciatique ( microscopie optique et électronique). Ces résultats confirment ceux précédents impliquant Egr2 dans la maintenance active de la myéline qui avaient été obtenus par des expériences de « Knockout » conditionnels sur des souris. Des injections des siRNA anti-dicer ont induit de manière similaire la démyelinisation de nerf sciatique, établissant que l’expression de Dicer dans les nerfs périphériques adultes est nécessaire pour la maintenance correcte de la myéline. Nos résultats constituent une preuve de concept de l’utilisation de siRNA pour comprendre les mécanismes moléculaires de la maintenance de la myéline in vivo et les gènes induisant la démyelinisation dans les nerfs périphériques.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
|---|