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Nanotubes as a new pathway for the transfer and propagation of pathological Tau protein
No full textRécemment, le concept monofonctionnel de la protéine Tau en tant que protéine stabilisatrice des microtubules a été remis en cause. Ces nouvelles fonctions sont liées à de nouvelles localisations comme le noyau, la membrane, la synapse ou encore les vésicules. La localisation extracellulaire est particulièrement intéressante car elle pourrait intervenir dans la sécrétion de Tau et expliquer l’évolution hiérarchisée de certaines tauopathies sporadiques dont fait partie la maladie d’Alzheimer. La pathologie Tau peut être induite chez l’animal par injection intracrânienne d’espèces pathologiques et semble se transmettre d’un neurone à un autre et d’une région à une autre. Ce phénomène suit des voies neuroanatomiques et suggère une propagation active des assemblages toxiques des protéines Tau. Des études in vitro ont mis en évidence que les protéines Tau sont capables de se déplacer d’une cellule à une autre propageant ainsi la pathologie par un mécanisme de recrutement des espèces saines. L’existence d’une progression hiérarchisée de la pathologie Tau combinée à sa localisation extracellulaire permet de formuler une nouvelle hypothèse. La protéine Tau serait une protéine de type prion et se comporterait comme telle pour propager la pathologie.Cette caractéristique implique l’existence de mécanismes cellulaires de transports actifs pour transférer les protéines pathologiques. Plusieurs travaux ont montré que la protéine Tau est libérée dans le milieu extracellulaire ou enfermée dans des vésicules extracellulaires lors de son transport entre les cellules. Parallèlement aux mécanismes de sécrétion/capture, des ponts membranaires établissant un contact direct entre deux cellules pourraient être impliquer dans la propagation de Tau. Les TNTs constituent une piste sérieuse de part leur rôle déjà établi dans le transfert de pathogènes et de protéines mal repliées impliqués dans différentes maladies neurodégénératives. Notre objectif a donc été d’étudier l’implication de ces structures dans le transfert interneuronal des assemblages de protéines Tau.Dans ce travail de thèse, nous démontrons que les espèces pathologiques de Tau empruntent les TNTs pour leur transfert interneuronal. Nous apportons les preuves, par vidéo-microscopie, de l’existence d’un transfert de protéines Tau pathologiques d’un neurone primaire à un neurone secondaire et donc d’une implication potentielle des TNTs dans la propagation de la pathologie Tau et la transmission de la maladie. Fait remarquable, la présence des fibres Tau au niveau extracellulaire active la formation des TNTs et facilite leur transfert. Ce résultat place les TNTs au coeur du processus pathologique de la propagation et de son cycle infernal (transfert de Tau dans les cellules naïves par les TNTs – seeding - mort neuronal - libération de Tau dans le milieu extracellulaire - augmentation du nombre des TNTs…). Nous avons aussi apporté une caractérisation des TNTs dans les neurones primaires. Ce résultat est d’autant plus important qu’il est difficile d’identifier des TNTs dans les neurones et c’est dans ce contexte que nous avons réalisé une découverte étonnante, la protéine Tau endogène est présente de manière physiologique dans les TNTs de neurones primaires. Ces résultats révèlent, et pour la première fois, que la protéine Tau, comme l’actine, peut être considérée comme une composante constitutive des TNTs dans les neurones. Elle pourrait ainsi être utilisée comme un marqueur des TNTs. Ces résultats mettent également en lumière une nouvelle fonction de Tau appuyant une fois de plus le caractère multifonctionnel de cette protéine [...]Over the past few years, the monofunctional concept of Tau protein as a microtubule-associated stabilizing protein has been challenged. These new functions are linked to new localizations: nucleus, membrane, synapse or vesicles. The extracellular localization is particularly interesting as it could play a role in the secretion of Tau and explain the hierarchical evolution of some sporadic tauopathies such as Alzheimer's disease. The Tau pathology can be induced in animals by intracranial injection of pathological species and seems to be transferred from one neuron to another and from one region to another. This phenomenon follows neuroanatomic pathways and suggests an active propagation of the toxic assemblies of Tau proteins. In vitro studies have shown that proteins are able to move from one cell to another and induce the same abnormal conformation of endogenous Tau proteins initiating a self-amplifying cascade. The existence of a hierarchical progression of the Tau pathology combined with its extracellular localization enables to express a new hypothesis. The Tau protein would be a prion-like protein and would behave like that to propagate the pathology.This characteristic implies the existence of cellular active transport mechanisms to transfer pathological proteins. Several studies have shown that the Tau protein, during transport between cells, is released in the extracellular medium or enclosed in extracellular vesicles. Simultaneously with secretion / capture mechanisms, membrane bridges, establishing direct contact between two cells, could be involved in Tau propagation. TNTs are a serious candidate with their already established role in the transfer of pathogens and misfolding proteins involved in various neurodegenerative diseases. Thus, our objective was to study the involvement of these structures in the interneuronal transfer of Tau protein assemblies.In this thesis, we demonstrate that Tau pathological species use TNTs for their interneuronal transfer. We bring evidences, by videomicroscopy, that pathological Tau proteins are transferred from a primary to a secondary neuron and that TNTs could be involved in the spreading of Tau pathology and the disease transmission. Furthermore, the presence of extracellular Tau fibers can activate the formation of TNTs and facilitate their transfer. This result places TNTs in a central place for propagation pathological process and its vicious cycle (transfer of Tau in naive cells by TNTs - seeding - neuronal death – release of Tau in the extracellular environment - increase in the number of TNTs…). We also made a characterization of the TNTs in primary neurons. This result is really important as it is really complex to identify TNTs in neurons. And in this context, we made a surprising discovery: the endogenous Tau protein is physiologically present in TNTs in primary neurons. These results reveal, for the first time, that the Tau protein, like actin, can be considered as a constitutive component of TNTs in neurons. Thus, it could be used as a marker for TNTs. All these results also highlight a new Tau function and reinforce the multifunctional characteristic of this protein.To confirm the importance of this new pathway in the pathological process, further studies should be considered by analyzing if the transfer of pathological Tau species induces a pathological phenotype in the recipient cell and by looking for the cellular mechanisms involved in the transfer of toxic Tau assemblies by TNTs. In vivo studies on integrated systems such as Caenorhabditis elegans would confirm the involvement of these dynamic structures in the pathological process and identify a new therapeutic target
From cells to primates, pathophysiological propagation of Tau proteins
No full textTau est une protéine stabilisatrice des microtubules majoritairement exprimée au niveau neuronal qui existe en six isoformes différentes appelées isoformes 3R ou 4R en fonction de l’inclusion de 3 ou 4 séquences répétées dans leur domaine de liaison aux microtubules. Dans une vingtaine de pathologies neurodégénératives appelées tauopathies, des protéines Tau anormalement modifiées s’agrègent formant des lésions intracellulaires appelées dégénérescence neurofibrillaire (DNF). Selon les tauopathies, la morphologie des lésions, leur composition en isoformes ainsi que l’évolution spatio-temporelle de la pathologie diffèrent. Dans la plupart des cas, les tauopathies sont sporadiques mais quelques mutations du gène codant Tau (MAPT) causent des formes familiales de démences fronto-temporales. Dans certaines tauopathies sporadiques comme la maladie d’Alzheimer, la DNF est initiée dans des régions spécifiques et évolue ensuite de manière stéréotypée. Ces stades neuropathologiques sont bien définis, mais les mécanismes expliquant cette évolution restent méconnus. Récemment, certaines études ont proposé que des espèces pathologiques de la protéine Tau sont capables de se déplacer activement de région en région suivant des connections neuro-anatomiques propageant ainsi la pathologie Tau dans le cerveau.Dans ce contexte, nous avons démontré à la fois in vitro, en utilisant un système de chambre microfluidique mais également in vivo dans un nouveau modèle de rat, que la protéine Tau est activement et physiologiquement transférée de cellule en cellule. De manière intéressante, la pathologie Tau qui se développe dans l’hippocampe des rats se propage également de région en région. Ce modèle étant basé sur une technologie de vectorisation virale, nous avons pu tester différentes constructions pour montrer qu’étonnamment, la pathologie Tau induite par des espèces mutées ou des isoformes 3R est restreinte autour du site d’initiation et ne propage pas aussi loin que pour les espèces sauvages 4R. La protéine Tau ainsi que la DNF se propagent donc de cellules en cellules mais les mécanismes expliquant cette propagation restent inconnus. Pour aborder cette question, et connaissant l’importance des vésicules extracellulaires (EVs) dans les mécanismes de communication intercellulaire, nous avons analysé leur implication dans le transfert de la protéine Tau. Nous avons purifié des EVs in vitro depuis des surnageants de culture mais également in vivo depuis des échantillons de liquide céphalorachidien de primates ainsi que des échantillons de fluide interstitiel cérébral de rat. Nous avons ainsi démontré que la protéine Tau est sécrétée de manière physiologique sous forme libre mais également au sein de EVs issues du bourgeonnement de la membrane plasmique nommées ectosomes. Il apparaît aussi qu’en cas de surexpression ou de présence de DNF, la protéine Tau est retrouvée dans des exosomes, des EVs issues de la voie endosomes/lysosomes.Ces résultats nous montrent que la protéine Tau se propage de neurone en neurone physiologiquement mais aussi durant des processus pathologiques. Il semble aussi exister des espèces particulières de protéine Tau plus promptes à se propager que d’autres. Ces différences pourraient en partie expliquer les différents phénotypes observés au sein des tauopathies. Nous avons aussi démontré que la protéine Tau est sécrétée via plusieurs voies de sécrétions qui pourraient refléter différents stades physiopathologiques. Des études complémentaires sont nécessaires notamment pour 1-clairement identifier les mécanismes de sortie et d’entrée de Tau dans les neurones. 2-comprendre si certaines espèces vont spécifiquement induire la pathologie dans les neurones secondaires et s’il est possible de les bloquer grâce à des thérapies ciblées. Et 3-identifier les raisons qui expliquent les vulnérabilités de certaines populations cellulaires.Tau is a microtubule-associated protein mainly expressed in neurons. There are six different isoforms of this protein bearing either 3 or 4 microtubule-binding domains and called 3R-Tau or 4R-Tau. During the course of tauopathies, Tau proteins are abnormally modified and aggregate in specific intracellular lesions called neurofibrillary degeneration (NFD). According to tauopathies, the morphology of lesions, their isoforms’ composition and the spatiotemporal evolution of the pathology are different. Moreover, tauopathies are mostly sporadic but some mutations on Tau gene (MAPT) induce rare forms of familial fronto-temporal dementia. In some sporadic tauopathies like Alzheimer’s disease, the NFD is initiated in specific brain areas and evolves stereotypically in well-defined neuropathological stages. The mechanisms underlying such evolutions are mainly unknown but recently, different studies had proposed that some pathological species of Tau protein are able to actively move from region-to-region following neuro-anatomical connections and to spread the Tau pathology intra-cerebrally by this way.Within this context, we have demonstrated either in vitro using a microfluidic chamber system or in vivo using a new rat model, that Tau proteins are actively and physiologically transferred from cell-to-cell. Interestingly, in this model we could also follow the development of the Tau pathology inside the rats’ hippocampus but also its propagation from region-to-region. This model is based on a viral vector technology; therefore, we were able to test different construct and to show that surprisingly, Tau pathology induced by mutated or 3R-Tau species is restricted to the vicinity of the initiation site and do not propagate as far as the wild-type 4R-Tau species.Tau proteins as well as NFD are cell-to-cell propagating but the mechanisms underlying this phenomenon are still unknown. In order to address this point and knowing the significance of extracellular vesicles (EVs) in the intercellular communication mechanisms, we analysed their implication in the transfer of Tau proteins. We purified EVs in vitro from culture supernatants but also in vivo from primates’ cerebrospinal fluid samples and rats’ cerebral interstitial fluid samples. We demonstrated that Tau proteins are secreted physiologically in a free form but also within specific EVs named ectosomes and coming from a budding of the plasma membrane. Also, it seems that when Tau is overexpressed and when NFD is present, Tau proteins are retrieved within EVs named exosomes and derived from the endosomes/lysosomes pathway.These results clearly show that Tau proteins are propagating from neuron to neuron physiologically but also during pathological processes. It seems also that some specific Tau species are more prone to propagate than others. These differences could partly contribute to the different phenotypes observed among tauopathies. We have also demonstrated that Tau proteins are secreted via several pathways of secretion that could reflect different pathophysiological stages. Some complementary studies are needed particularly to 1- clearly identify the cellular mechanisms of Tau exit and entry. 2- to understand if some Tau species will specifically induce Tau pathology in secondary neurons and if it is possible to block this phenomenon thanks to targeted therapy. And 3- to identify the reasons that explain the vulnerability of some specific cell populations to Tau pathology propagation
Lentiviral and Adenoviral vectors : development of two complementary approaches to gene transfer in specific sub-population of central nervous system
No full textLa dégénérescence neurofibrillaire (DNF) résulte de l’agrégation intraneuronale de matériel fibrillaire insoluble constitué de protéines Tau. Cette lésion est caractéristique d’un groupe hétérogène de maladies neurodégéneratives nommées Tauopathies, et dont certaines présentent une progression spatio-temporelle de la DNF, affectant de manière hiérarchisée et stéréotypée plusieurs populations neuronales reliées par des connexions neuroanatomiques. Actuellement, les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacents à cette progression spatio-temporelle des lésions ne sont pas encore élucidés, en partie par le manque de modèles d’études adaptés. Mes travaux de thèse ont donc consisté à développer des outils capables de délivrer spécifiquement et efficacement des gènes dans une sous-population neuronale précocement touchée par la DNF – les neurones pyramidaux de la CA1 – dans le but final d’initier une pathologie Tau progressive et d’analyser les mécanismes sous-jacents à son évolution spatio-temporelle dans un modèle de rat. Différentes approches existent afin de transférer un gène dans une cellule, et la technologie virale reste encore aujourd’hui la plus efficace. De plus, il est désormais possible de modifier les propriétés des vecteurs viraux afin de leur faire acquérir une spécificité de ciblage cellulaire. Ces nouvelles compétences, associées à la possibilité de délivrer localement ces vecteurs dans le SNC via la stéréotaxie, nous ont amené à développer deux approches complémentaires, à l’aide de vecteurs lentiviraux pseudotypés ou de vecteurs adénoviraux modifiés.Les vecteurs lentiviraux (LV) pseudotypés avec l’enveloppe du virus de la stomatite vésiculaire, connus pour infecter efficacement les neurones dans des modèles murins, ont été injectés localement dans la couche de neurones pyramidaux de la CA1 de rats afin de médier l’expression d’une isoforme 4R de Tau. Qu’elles soient sauvages ou mutées en P301L, la surexpression des protéines Tau a permis d’initier un processus dégénératif progressif dans ces neurones, caractérisé par l’apparition de lésions histopathologiques caractéristiques et éventuellement d’un déficit mnésique. L’évolution de cette neurodégénérescence est plus lente avec la forme sauvage de protéine Tau, de manière cohérente avec la phase prodromale excessivement longue observée dans les Tauopathies sporadiques. De manière intéressante, une évolution spatiale des lésions histopathologiques est observée au cours du temps, en particulier avec l’isoforme sauvage de protéine Tau, celles-ci se propageant à des zones cérébrales éloignées mais anatomiquement reliées à l’hippocampe.Le vecteur adénoviral modifié HAdV-5-SRIF, ciblant une protéine membranaire fortement exprimée au niveau du compartiment somatodendritique des neurones pyramidaux de la couche CA1 – le récepteur à la somatostatine de type 2 (sstr2) –, nous a permis de démontrer qu’il était possible de pallier le manque de ciblage des neurones avec les vecteurs adénoviraux. En effet, les vecteurs adénoviraux parentaux utilisés dans la majorité des études précédentes ont donné des résultats décevants du fait notamment de l’hétérogénéité de l’expression du récepteur primaire aux adénovirus – le hCAR – au niveau cérébral. Notre vecteur, contenant la séquence de reconnaissance du sstr2 dans une des protéines d’attachement membranaire (la fibre adénovirale), est capable d’induire l’expression d’un gène rapporteur in vitro et dans une culture primaire de neurones, et ce avec une haute spécificité malgré les faibles doses virales utilisées. Les résultats préliminaires suite à son injection intrahippocampique dans un modèle de rat nous indiquent que celui-ci est capable de délivrer des gènes dans les neurones pyramidaux de la CA1Engineering tools to specifically deliver genes in a restricted cell subpopulation in the central nervous system (CNS) is of great importance and is now the subject of active research. Such tools can be used for various applications, and the modelization of neurodegenerative diseases in a mouse model was discussed in this study.Neurofibrillary degeneration (NFD) result of the intraneuronal aggregation of insoluble fibrillar material composed of Tau proteins. This lesion is characteristic of a heterogeneous group of neurodegenerative diseases called tauopathies, some of which present a spatial and temporal progression of the DNF, affecting several neuronal populations connected by neuroanatomical connections in a hierarchical and stereotypical manner. Currently, the molecular and cellular mechanisms underlying the spatial and temporal progression of the DNF are not yet understood, partly due to the lack of relevant study models. In this context, my thesis work was to develop tools that can specifically and efficiently deliver genes to a neuronal subpopulation early affected by the DNF – the CA1 pyramidal neurons – with the ultimate goal of initiating a progressive Tau pathology and analyzing the mechanisms underlying the spatial and temporal evolution in a rat model. Different approaches exist to transfer a gene into a cell but viral technology still remains the most effective. In addition, it is now possible to change the properties of viral vectors in order to acquire them with a specificity of cell targeting. These new abilities, combined with the capacity to deliver locally these vectors into the CNS via stereotaxic injection, led us to develop two complementary approaches using pseudotyped lentiviral vectors or modified adenoviral vectors.Vesicular stomatitis virus G-pseudotyped Lentiviral vectors (LV), known to efficiently infect neurons in murine models, were injected locally into the CA1 layer of the pyramidal neurons of rats to mediate the expression of 4R Tau isoform. Overexpression of both wild-type or P301L mutated Tau protein initiated a progressive degenerative process in these neurons, and was characterized by the appearance of histopathological features and/or a memory deficit. The evolution of this neurodegeneration is slower with the wild-type form of Tau protein, consistent with the long prodromal phase observed in sporadic Tauopathies. Interestingly, a spatial evolution of histological lesions was observed over time, especially with the wild-type isoform of Tau protein, which propagated in distant brain areas but anatomically connected to the hippocampus.The use of a modified adenoviral vector HAdV-5-SRIF, targeting a membrane protein highly expressed in the somatodendritic compartment of the CA1 pyramidal neurons - the somatostatin receptor type 2 (sstr2) – led us to demonstrate that targeting neurons with adenoviral vectors was a feasible approach. Indeed, the parental adenoviral vectors used in several previous studies have been disappointing mainly because of the heterogeneous expression of primary receptor - the hCAR - in the brain. Our vector, containing the sstr2 sequence of recognition in the adenoviral fiber, is capable to induce the expression of a reporter gene in vitro and in primary neurons, with high specificity despite low viral doses used. Preliminary results following intra-hippocampal injection of this vector in a rat model indicate that this modified adenoviral vector is capable of delivering genes in the CA1 pyramidal neurons.The local injection of viral vectors that display neuronal tropism allows us to deliver genes in a specific subpopulation of interest, to initiate slow and progressive neurodegenerative process in rat model, especially with the wild-type Tau protein isoform
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Extracellular vesicles as shuttle for spreading of tau pathology in various tauopathies
No full textLes tauopathies sont des maladies neurodégénératives hétérogènes caractérisées par une accumulation intracellulaire de protéines tau anormales. Six isoformes de la protéine tau sont exprimées dans les neurones du système nerveux central. Selon la tauopathie, les isoformes qui s’accumulent et les lésions formées diffèrent. Dans plusieurs tauopathies, comme la maladie d’Alzheimer, la pathologie tau affecte d'abord une région bien spécifique avant de s’étendre progressivement vers d’autres régions anatomiquement connectées. Il a été proposé que cette progression soit liée à une propagation de type prion de la pathologie tau. Selon cette hypothèse, une modification conformationnelle de la protéine tau lui permettrait de recruter et de convertir des formes normales de la protéine en formes anormales, conduisant à la formation d’agrégats intracellulaires. Ces formes anormales, dites pro-nucléantes, pourraient passer d’une cellule malade à une cellule saine afin d’initier à nouveau le processus d’agrégation. Plusieurs mécanismes permettant leur transfert intercellulaire ont été mis en évidence parmi lesquels le transport par des vésicules extracellulaires (VEs). L’objet de ces travaux de thèse est de déterminer si les VEs issues de différents fluides de patients atteints de tauopathies peuvent contenir des espèces pro-nucléantes et ainsi participer à la propagation de la pathologie tau.Des VEs de fluide cérébral préparées à partir de cerveaux de sujets contrôles et de patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA), de la paralysie supranucléaire progressive (PSP) ou de la maladie de Pick, ont été isolées par chromatographie par exclusion de taille. Trois régions différemment affectées par la pathologie ont été étudiées (cortex préfrontal, cortex occipital, cervelet). Les VEs ont été transfectées dans un modèle cellulaire de nucléation basé sur le principe de transfert d’énergie entre molécules fluorescentes (FRET) afin d’évaluer leur potentiel de recrutement. Les VEs ont ensuite été injectées dans l’hippocampe de souris transgéniques développant une pathologie tau (THY-tau30). De plus, afin d’identifier de nouveaux biomarqueurs précoces de la pathologie tau, la présence de VEs contenant des espèces pro-nucléantes de protéines tau dans le liquide cérébrospinal (LCS) et le plasma de sujets contrôles et de patients atteints de MA a été évaluée dans le même modèle cellulaire.Les VEs cérébrales issues des régions les plus touchées par la pathologie tau induisent un signal FRET significatif par rapport aux VEs issues des sujets contrôles. Ce signal est plus intense chez les patients MA que les patients PSP ou Pick où la pathologie tau est plus faible. Les VEs issues du cervelet des patients MA induisent également un signal FRET significatif bien que cette région soit dépourvue de lésion apparente. Une fois injectées dans l’hippocampe de souris, les VEs issues des patients MA sont capables de potentialiser la pathologie tau dans le modèle THY-tau30. En revanche, le modèle FRET utilisé n’a pas permis de mettre en évidence la présence d’espèces pro-nucléantes dans les VEs des fluides périphériques.Les résultats de ce projet confirment, chez l’Homme, que les VEs sont capables de transporter des espèces pro-nucléantes de tau impliquées dans la propagation de la pathologie in vivo, tout en soulignant l’hétérogénéité entre les tauopathies. La sécrétion vésiculaire de la protéine tau étant un processus physiologique, il est essentiel d’identifier les VEs responsables de cette propagation ainsi que la nature des espèces pro-nucléantes. Cela permettra de développer des outils thérapeutiques bloquant la propagation de la pathologie, limitant ainsi l’apparition ou l’aggravation des symptômes cognitifs.Tauopathies are a group of heterogeneous neurodegenerative diseases characterized by an intracellular accumulation of tau proteins. Six isoforms of tau are found expressed in neurons, but their contribution to tau lesion is heterogeneous among tauopathies. In many of these diseases, such as Alzheimer's disease, tau pathology first affects a specific region or subpopulation of cells before spreading to other anatomically connected regions. It has been proposed that this spreading could be due to a prion-like propagation. According to this hypothesis, conformational changes of a tau protein would allow it to recruit and convert physiological forms of tau into abnormal forms leading to the formation of aggregates. These abnormal forms, called seeds, could transfer from a diseased cell to a healthy one, recruiting and converting tau proteins in the latter. Several mechanisms allowing this hypothesized intercellular transfer have been elucidated, including transport by extracellular vesicles (EVs). The overarching goal of this PhD work was to determine whether human derived-EVs could contain tau seeds and thus participate to the propagation of tau pathology in various tauopathies.In order to achieve this aim, brain derived-EVs prepared from brains of control subjects and patients with Alzheimer's disease (AD), progressive supranuclear palsy (PSP) or Pick's disease were isolated by size exclusion chromatography. Three regions differently affected by the pathology were studied (prefrontal, occipital, cerebellum). EVs were transfected into a cell seeding assay based on fluorescence resonance energy transfer (FRET). EVs were then injected into the hippocampus of transgenic mice developing tau pathology (THY-tau30). Additionally, to identify potential new biomarkers of tau pathology, the presence of EVs containing tau seeds was evaluated in the seeding assay in cerebrospinal fluid (CSF) and plasma of control subjects and patients with AD.Brain derived-EVs from the most affected regions by tau pathology induce a significant FRET signal compared to EVs from controls. This signal is more intense in AD patients than in PSP or Pick patients where the tau pathology is weaker. EVs from the cerebellum of AD patients also induce a significant FRET signal although this region is devoid of apparent tau lesion. Once injected into the mouse hippocampus, EVs from AD patients are able to potentiate the tau pathology in THY-tau30. On the other hand, the FRET assay failed to demonstrate the presence of tau seeds in EVs from peripheral fluids.The results of this PhD work confirm, in humans, that EVs are able of transport tau seeds involved in the prion-like propagation of tau pathology in vivo, while highlighting the heterogeneity between tauopathies. Importantly, as the secretion of tau in EVs is a physiological process, new tools are needed to identify EVs subpopulations responsible of this propagation as well as the identity of tau seeds. Finally, this original approach would pave the way to new therapeutic perspectives that would stop tau pathology spreading, ultimately preventing cognitive symptoms progression
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Prevention of nucleation and spread of tauopathies by passive immunotherapy using an antibody targeting a central region of the tau protein
No full textDans les tauopathies, telle la maladie d'Alzheimer, la protéine tau devient anormalement hyperphosphorylée ce qui conduit à son accumulation et à son agrégation intracellulaire. Ce processus aboutit progressivement à une perte neuronale et un déclin cognitif. L'immunothérapie anti-tau est de plus en plus considérée comme un traitement potentiel en vue de bloquer la progression des tauopathies.Récemment, l’entreprise UCB BioPharma a montré que l’anticorps D, anticorps ciblant la protéine tau en un épitope central (aa 235 à 250), était en mesure de bloquer, in vitro, l'agrégation intracellulaire de protéines tau, induite par des PHFs purifiés au départ de cerveaux Alzheimer. L’anticorps A, de même isotype, associé à des propriétés de liaison comparables mais reconnaissant la protéine tau en son extrémité N-terminale (aa 15 à 24), n’est pas en mesure de prévenir l’agrégation dans ce même modèle, ce qui souligne l’importance du choix de l’épitope en vue de neutraliser les amorces pathologiques issues de cerveaux Alzheimer.En vue d’étudier les propriétés de l’anticorps D in vivo, nous avons développé deux modèles murins de tauopathies. Premièrement, un modèle étudiant les phénomènes de recrutement et nucléation, basé sur l'injection unilatérale d’un homogénat de cerveau Alzheimer dans l'hippocampe de jeunes souris transgéniques (Tg30tau). Deuxièmement, un modèle permettant l’étude de la propagation intercellulaire de formes pathologiques de tau, par injection unilatérale de fibrilles P301L-K18 dans l’hippocampe de souris transgéniques (hTauP301L). Les tauopathies induites par ces injections intracérébrales ont été quantifiées dans l'hippocampe ipsi et controlatéral, en présence de traitements immunothérapeutiques utilisant les anticorps anti-tau A et D ou un anticorps témoin négatif de même isotype. La quantification des formes hyperphosphorylées et agrégées de tau a été réalisée par des approches immunohistochimique ou biochimique.Dans le modèle de nucléation, l’anticorps D est en mesure de prévenir significativement l’apparition des formes hyperphosphorylées et agrégées de tau à la fois dans l’hippocampe ipsilatéral (injecté avec l’homogénat Alzheimer) et contralatéral. A l’opposé, l’anticorps A n’est pas en mesure de prévenir l’apparition de la tauopathie dans ce modèle. Dans le modèle de propagation, basé sur l'injection unilatérale hippocampique de fibrilles P301L-K18, le traitement immunothérapeutique utilisant l’anticorps D réduit significativement la propagation d’espèces pathologiques de la protéine tau dans l'hippocampe controlatéral.De par l’utilisation de ces deux modèles murins de tauopathies, nous avons pu confirmer in vivo, la capacité de l’anticorps D à neutraliser les espèces pathologiques contenues dans un homogénat de cerveau Alzheimer et avons démontré sa capacité à s’opposer à la propagation intercellulaire de la tauopathie in vivo. Dans le modèle de nucléation, l’anticorps A n’a pas été en mesure de s’opposer à l’apparition de la tauopathie. Les résultats obtenus confirment ceux décrits par l’entreprise UCB BioPharma dans leur modèle d’agrégation in vitro et confirme l’importance considérable du choix de l’épitope en vue de prévenir efficacement le développement de tauopathies in vivo.In tauopathies, such as Alzheimer's disease, tau protein becomes abnormally hyperphosphorylated which leads to its accumulation and intracellular aggregation. This process gradually leads to neuronal loss and cognitive decline. Anti-tau immunotherapy is increasingly considered as a potential treatment to block tauopathies’s progression.UCB BioPharma recently showed that antibody D, targeting an epitope in the central region of tau (aa 235-250), is able to block, in vitro, the intracellular seeding of tau proteins induced by PHFs purified from the brain of Alzheimer's patients. The antibody A, same isotype and associated with similar binding properties but recognizing the N-terminal region of tau (aa 15 to 24) is not able to prevent tau seeding in this cell based assay. This observation underlines the importance of the targeted epitope on tau protein in order to neutralize pathological species contained in Alzheimer's brains (Courade et al., 2018).In order to study the properties of antibody D in vivo, we developed two murine models of tauopathies. First, a seeding model based on a unilateral injection of Alzheimer's brain homogenate into the hippocampus of young Tg30tau mice. Secondly, a spreading model to study the propagation of pathological tau seeds, based on unilateral hippocampal injection of P301L-K18 fibrils in hTauP301L transgenic mice. Tauopathies induced in these models were quantified in the ipsi and contralateral hippocampus in the presence of immunotherapeutic treatments with anti-tau antibodies (D, A) or a negative control antibody. Quantification of hyperphosphorylated and aggregated tau was performed by immunohistochemical or biochemical analyses.In the seeding model, antibody D significantly reduces the appearance of hyperphosphorylated and aggregated tau both in the ipsi and contralateral CA1 regions of hippocampus. In contrast, antibody A is not able to prevent the appearance of pathological tau in this model. In the spreading model, immunotherapeutic treatments with antibody D significantly reduces the spread of pathological tau seeds in the contralateral hippocampus.From these two murine models of tauopathies, we confirmed in vivo the ability of antibody D to neutralize the pathological tau species contained in an Alzheimer's brains homogenate and demonstrated its capacity to reduce the intercellular propagation of tauopathies. In the seeding model, antibody A wasn’t able to affect the onset of tauopathy. These results confirm those described by UCB BioPharma based on their in vitro aggregation assay and confirm the importance of the targeted epitope in order to effectively prevent the development of tauopathies in vivo
Role of extracellular vesicles in the propagation of Tau protein
No full textL’agrégation de tau intra-neuronale est une caractéristique commune d’un groupe hétérogène de maladies neurodégénératives appelées tauopathies. Dans certaines d’entre elles, la pathologie affecte une région cérébrale avant de se propager à d’autres régions.Cette évolution stéréotypée dans le temps et dans l’espace est probablement liée à une propagation de type prion d’espèces de tau ayant des propriétés de recrutement. Ces espèces pathologiques de tau identifiées dans le liquide interstitiel cérébral (ISF) de souris transgéniques et dans le liquide céphalorachidien humain (LCR) peuvent être internalisées par des cellules et induire une agrégation intracellulaire de tau (Takeda et al., 2016). Ces espèces pathologiques sont encore mal caractérisées mais plusieurs mécanismes potentiellement impliqués dans leur propagation ont été démontrés. Parmi eux nous avons démontré que tau est sécrétée dans les vésicules extracellulaires (EV) (Dujardin et al., 2014).Dans ce contexte nous avons voulu : 1/ vérifier l’hypothèse selon laquelle la protéine Tau pathologique est présente dans les VE extraites de tissus de patients atteints de différentes Tauopathies et que ces dernières peuvent induire de la pathologie chez l’animal. 2/ détecter des espèces pathologiques de Tau dans les VE contenues dans le plasma et le LCR, potentiels biomarqueurs de Tauopathies. 3/déterminer si de la protéine Tau peut être transférée d’un neurone à un astrocyte et dans le cas échéant, de déterminer la/les voies de transfert.Afin de tester la présence de tau avec potentiel de recrutement dans les EV extraites d’ISF de patients atteints de tauopathie set de souris transgéniques nous avons utilisé un biosenseur biologique sensible et spécifique. Nos résultats démontrent que des EV extraites d’ISF de patients atteints de maladie d’Alzheimer, de paralysie supranucléaire progressive (PSP) et de souris Tau30 contiennent de la tau pro-nucléantes. Ces capacités de recrutement sont corrélées à la sévérité de la pathologie pour la MA (préfrontal>occipital>cervelet) et induisent de la pathologie chez la souris transgénique. La présence de tau dans ces VE supporte l’idée que les EV pourraient avoir un rôle dans la propagation de tau.Nous avons également démontré par différentes approches in-vitro que la protéine Tau peut être transférée de neurone à astrocyte. Ce transfert se fait principalement par les vésicules extracellulaires.Intra-neuronal accumulation of tau protein aggregates is one of the common feature of a group of heterogeneous neurodegenerative diseases called tauopathies. In some of them, the pathology will first affect a region before spreading to other regions.This staging could be linked to the prion-like propagation of pathological seed-competent tau species. These seeds, identified in transgenic mice interstitial fluid (ISF) and in human cerebrospinal fluid (CSF) are uptaken by cells and induce subsequent intracellular tau aggregation (Takeda et al., 2016). The pathological species of tau which are spreading are not yet well characterized but several mechanisms mediating their transfer (secretion and capture) have been highlighted. Among them, we demonstrated that tau is secreted in extracellular vesicles (EV´s) (Dujardin et al., 2014). We also know that neurons are implicated in this transfer but the role of glial cells is unknown.In this context, we wanted to: 1 / demonstrate that pathological Tau protein is present in EVs extracted from brain of patients suffering from different Tauopathy and that those EVS induce pathology in animals. 2 / detect pathological Tau species in EVs extracted from plasma and CSF, potential biomarkers of Tauopathies. 3 / demonstrate that Tau protein can be transferred from neuron to astrocyte and, if so, to determine the transfer pathway.To test the seeding potential of EV’s containing in ISF derived from human brain of patient presenting tauopathies, and Tau 30 mouse brain we have used a sensitive and specific tau biosensor assay. Our results demonstrate that EVs isolated from ISF of AD patient, PSP patient and Tau 30 mouse contain seed prion-like properties. The ability of these seeds to recruit tau seems to be correlated to the severity of tau pathology (prefrontal>occipital>cerebellum) for AD. This might reflect the slight presence of neurofibrillary degeneration as well as extracellular tau in this pathology in comparison to AD. Finally, the presence of seeds-containing EV’s in the extracellular space supports the idea that these shuttles might be implied in the prion-like propagation of tau pathology in Humans. Additionally, tau pathology spreading is driven by EV’s rather than by free-floating tau species.We also demonstrated that tau can be transferred from neuron to astrocyte; this transfer is more efficient with EV’s than with free floating tau.These data open new avenues for therapeutic interventions that might targets the toxic and propagative species
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