L’étude révèle des mécanismes de régulation épigénétique spécifiques au sexe dans l’inflammation neuronale, les lésions et la récupération

Contexte

L’accident vasculaire cérébral ischémique est l’une des principales causes de décès et d’invalidité dans le monde. En raison du manque de connaissances sur ses mécanismes pathologiques liés, les options thérapeutiques actuelles pour atténuer les lésions cérébrales ischémiques aiguës sont très limitées. Des études récentes ont montré que les mécanismes épigénétiques, tels que l’acétylation/désacétylation des lysines des histones, sont impliqués dans les lésions et la mort neuronales induites par l’ischémie. Cependant, un autre mécanisme épigénétique courant - la méthylation/déméthylation des lysines - n’a pas été étudié de manière approfondie dans l’ischémie cérébrale. En particulier, l’influence du sexe sur les résultats post-AVC nécessite la prise en compte du facteur sexe dans la recherche. Cette étude vise à élucider ces mécanismes moléculaires à l’aide du modèle murin d’occlusion de l’artère carotide interne (ICAO) récemment développé.

Source

Cet article a été rédigé par Mydhili Radhakrishnan, Vincy Vijay, B. Supraja Acharya, Papia Basuthakur, Shashikant Patel, Kalyani Soren, Arvind Kumar, Sumana Chakravarty et al., provenant de l’Institut indien de technologie chimique (IICT) et du Centre de biologie cellulaire et moléculaire (CCMB). L’article a été accepté en décembre 2023 et publié dans le journal Neuromolecular Medicine en 2024.

Processus de recherche

Conception expérimentale

L’étude a utilisé des souris CD1 mâles et femelles âgées de 7 mois, réparties en groupes expérimentaux et de chirurgie simulée. Le groupe expérimental a subi une ischémie induite par occlusion de l’artère carotide interne (ICAO), tandis que le groupe de chirurgie simulée n’a pas subi cette procédure. Les étapes expérimentales spécifiques comprenaient :

1. Chirurgie d’occlusion de l’artère carotide interne : Après anesthésie, l’artère carotide interne gauche des souris a été bloquée pendant 90 minutes, puis reperfusée.

2. Imagerie de perfusion sanguine : La technique d’imagerie laser Doppler a été utilisée pour mesurer le taux de perfusion sanguine avant l’occlusion, après l’occlusion et après la reperfusion.

3. Tests comportementaux : Comprenant le score de déficit neurologique (NDS), la mesure de la force de préhension, le test du rotarod et le test en champ ouvert, pour évaluer la récupération fonctionnelle comportementale à différents moments.

4. Collecte et fixation des tissus : Les souris ont été euthanasiées de manière humaine à différents moments et les tissus cérébraux ont été prélevés pour des études de biologie moléculaire telles que la PCR quantitative (qPCR), le Western Blot et l’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP-qPCR).

5. Détermination de l’activité enzymatique mitochondriale : La méthode de coloration au chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium (TTC) a été utilisée pour évaluer l’activité enzymatique mitochondriale dans la zone ischémique.

6. Coloration histologique : Une coloration à l’hématoxyline-éosine (H&E) a été effectuée pour observer les lésions cellulaires.

Analyse des données

L’analyse de variance à deux facteurs a été utilisée pour l’analyse statistique de la signification, avec P,05 considéré comme statistiquement significatif.

Principales découvertes

1. Perfusion sanguine : L’occlusion a entraîné une diminution significative du taux de perfusion sanguine dans l’artère carotide commune gauche (ROI 1) et l’artère carotide interne (ROI 2), mais celui-ci s’est rétabli après la reperfusion.

2. Tests comportementaux : Les souris femelles ont montré une récupération neurologique plus rapide que les mâles à tous les points temporels, en particulier une réduction significative du score de déficit neurologique après 1 jour. La mesure de la force de préhension a montré une récupération chez les femelles après 3 jours et chez les mâles après 5 jours. Les résultats du test du rotarod ont montré une récupération complète chez les femelles après 7 jours, tandis que les mâles n’ont pas complètement récupéré.

3. Activité enzymatique mitochondriale : Les lésions induites par l’ischémie étaient significatives dans le striatum des deux sexes, mais un dysfonctionnement mitochondrial significatif n’a été observé que dans la région hippocampique des souris femelles.

4. Coloration H&E : Une vacuolisation importante a été observée dans les tissus du striatum, indiquant des lésions tissulaires significatives.

5. Expression des facteurs inflammatoires : Après 1 jour, HIF-1α, TNF-α, IL-1β et NLRP3 étaient significativement régulés à la hausse chez les souris mâles, tandis que chez les femelles, ces facteurs étaient significativement régulés à la hausse après 6 heures, puis revenaient progressivement au niveau de base.

6. Mécanismes de régulation épigénétique : Après 1 jour, une diminution significative du site H3K9me2 a été observée dans le striatum des souris mâles, tandis que chez les femelles, H3K9me2 a diminué significativement après 6 heures, avec une régulation à la hausse de KDM4B/JMJD2B.

Conclusion

Cette étude a révélé pour la première fois, à l’aide du modèle ICAO, le rôle important de H3K9me2 dans la réponse inflammatoire neuronale spécifique au sexe. L’étude montre que les souris femelles se rétablissent plus rapidement que les mâles, ce qui pourrait être attribué à une réponse inflammatoire précoce. Les modifications épigénétiques spécifiques au sexe jouent un rôle crucial dans les lésions cérébrales ischémiques et le processus de récupération, en particulier H3K9me2 pourrait devenir une nouvelle cible thérapeutique, le sexe étant une variable importante.

Points forts de l’étude

1. Une étude approfondie du modèle d’occlusion de l’artère carotide interne (ICAO), révélant des mécanismes d’inflammation neuronale et de récupération spécifiques au sexe.
2. Proposition de H3K9me2 comme nouvelle cible thérapeutique potentielle pour les lésions neuronales et la récupération induites par l’AVC.
3. Cette étude fournit une base théorique pour l’inclusion future du facteur sexe dans le traitement de l’AVC.

Impact et signification

Cette étude révèle l’importance des différences entre les sexes dans l’AVC ischémique, offrant de nouvelles perspectives et cibles thérapeutiques pour les futures recherches sur le traitement de la maladie, avec une valeur scientifique et appliquée importante. En approfondissant la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires post-AVC chez les différents sexes, il est possible de développer davantage de traitements spécifiques au sexe pour améliorer le pronostic des patients victimes d’AVC.