Thèse Neuropathologie des Souches Fibrillaires d'-Synucléine dans les Maladies Neurodégénératives Cartographie des États Conformationnels dans des Coupes Cérébrales Post-Mortem de Donneurs Humains H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : Institut des Maladies Neurodégénératives
Direction de la thèse : Francois ICHAS ORCID 0000000181845248
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

Les alpha-synucléinopathies (SP) comprennent la maladie de Parkinson (MP), l'atrophie multisystématisée (AMS, MSA) et la démence à corps de Lewy (DCL, DLB). Ce sont des maladies neurodégénératives causées par l'agrégation pathologique de la protéine -synucléine (Syn) en fibrilles amyloïdes. Au cours de la progression de la maladie, ces fibrilles se propagent progressivement dans le cerveau, entraînant des atteintes neuroanatomiques distinctes. Un mécanisme de type prion sous-tend cette propagation, permettant aux protéines agrégées d'amplifier la pathologie, ce qui explique à la fois l'hétérogénéité clinique et l'invasion progressive des différentes régions cérébrales. Cette variabilité est attribuée au polymorphisme des fibrilles amyloïdes, qui forment des souches pathogènes distinctes.
Notre recherche vise à cartographier ces signatures amyloïdes spécifiques de souches dans des tissus cérébraux provenant de donneurs atteints de MP, d'AMS et de DCL, à étudier leur propagation et à les corréler aux données cliniques. Pour cela, nous utilisons une sonde fluorescente innovante qui se lie spécifiquement aux conformations amyloïdes et génère des signatures uniques en imagerie de durée de vie de fluorescence (FLIM). Des techniques d'imagerie avancées - combinant imagerie spectrale et FLIM - permettront une analyse à haute résolution du polymorphisme structurel des amyloïdes in situ.
Au-delà de la construction d'une carte des signatures FLIM spécifiques aux maladies et de leur corrélation avec les présentations cliniques, le projet consistera à la mise en place de procédures de microdissection laser guidées par FLIM, facilitant de nouvelles analyses transcriptomiques et protéomiques spécifiques de souches. Cette approche intégrative permettra de comprendre comment les cellules répondent à différentes souches de fibrilles, offrant des informations cruciales sur les mécanismes moléculaires de ces maladies. À terme, ces résultats soutiendront le développement de stratégies thérapeutiques spécifiques de souches pour les SP.

Notre équipe et d'autres avons observé que des polymorphes de fibrilles d'Syn assemblées in vitro (PFFs), présentant des structures supramoléculaires différentes, possèdent des propriétés biologiques distinctes aussi bien dans des cultures neuronales qu'in vivo après inoculation chez la souris.
Plusieurs études ont montré que les fibrilles d'Syn isolées à partir de cerveaux de patients atteints d'AMS, ou obtenues par amplification d'homogénats cérébraux, sont structurellement distinctes de celles issues de patients atteints de MP ou de DCL.
Les données soutenant l'existence de polymorphismes amyloïdes dépendants de la maladie ont été obtenues par des approches directes ou indirectes. L'utilisation de sondes fluorescentes se liant aux fibrilles amyloïdes permet de détecter différentes signatures de fluorescence, attribuées à l'arrangement spécifique des feuillets au sein des fibrilles. Par exemple, le thioflavine T (ThT) a été largement utilisé pour caractériser ces polymorphismes, car il présente deux modes de liaison aux fibrilles d'Syn, différemment représentés selon les polymorphes. En particulier, les PFFs dérivées de l'AMS ou de type AMS présentent généralement un signal ThT plus faible.
De manière plus directe, des études récentes utilisant la cryo-microscopie électronique ont mis en évidence des repliements distincts des fibrilles d'Syn extraites de cerveaux de patients DCL et AMS. En outre, en collaboration avec le laboratoire Stahlberg (EPFL), nous avons obtenu la structure cryo-EM d'une souche de PFF capable d'ensemencer une neuropathologie rappelant l'AMS. Toutefois, la cryo-EM demeure une technique lourde, complexe et coûteuse, et les approches indirectes reposent principalement sur des extractions ou amplifications en vrac. Ces méthodes sont insuffisantes pour répondre à des questions clés de l'hypothèse « un polymorphe - une maladie » : existe-t-il une uniformité des structures fibrillaires au sein d'une même pathologie ou d'un même patient ? Ces structures évoluent-elles selon les types cellulaires ou les régions cérébrales au cours de la progression de la maladie ?

Ce projet vise à caractériser les signatures amyloïdes spécifiques de souches dans les tissus cérébraux humains, à étudier leur évolution spatio-temporelle et à établir leurs corrélations cliniques. En identifiant les caractéristiques des souches fibrillaires d'Syn associées à chaque maladie ou à leur vitesse de progression, cette approche ouvrira la voie à une prise en charge des SP fondée sur les souches pathogènes.

Ces questions nécessitent des approches fournissant une information structurale moléculaire in situ. Ceci est particulièrement pertinent pour l'AMS, où, contrairement à la MP et à la DCL (inclusions neuronales), les inclusions d'Syn apparaissent principalement dans les oligodendrocytes sous forme d'inclusions cytoplasmiques gliales (GCI). La propagation des GCI est intrigante, car les oligodendrocytes expriment peu ou pas d'Syn.
Même si l'origine de ces inclusions reste inconnue, nos modèles in vivo utilisant des fibrilles aux propriétés structurales similaires à celles extraites de patients AMS soutiennent l'hypothèse d'une transmission neuron-oligodendrocyte. Cette hypothèse doit toutefois être validée dans des tissus humains. Une question clé demeure : au sein d'un même patient, les neurones et les oligodendrocytes hébergent-ils les mêmes polymorphes fibrillaires ?
Certaines méthodes histologiques, comme la coloration de Gallyas, ont été utilisées pour explorer ces différences conformationnelles, mais elles sont difficiles à reproduire et non quantitatives. Les anticorps dépendants de la conformation sont influencés par la concentration d'Syn, et ceux ciblant les modifications post-traductionnelles reflètent davantage l'environnement cellulaire que la conformation amyloïde.
Dans la continuité des travaux pionniers du groupe de Goedert (Cambridge), nous proposons ici une nouvelle approche utilisant la sonde innovante hFTAA (acide heptamère formyl-thiophène acétique), appartenant à une famille de colorants amyloïdes dérivés du thiophène. Ces sondes sont hautement spécifiques des agrégats amyloïdes associés à diverses maladies neurodégénératives. hFTAA est sensible, non invasive, pénètre les tissus et permet des études in situ. Ses propriétés de fluorescence uniques permettent de distinguer les conformations amyloïdes par des signatures FLIM spécifiques, indépendantes de la concentration ou du photoblanchiment.
Lors d'une étude de preuve de concept menée sur une coupe de cerveau d'un patient DCL et d'un patient AMS, nous avons observé que le FLIM détecte des durées de vie de fluorescence hFTAA radicalement différentes entre les inclusions DCL et AMS. De plus, chez ce patient AMS, les inclusions d'Syn se répartissaient en deux populations distinctes, chacune présentant une signature FLIM caractéristique