Thesis, COLLÉGIALITÉ, FRANZEN Rachelle

Abstract

During brain development, migrating neuronal cells are subject to external forces coming from their surrounding microenvironment. These mechanical cues are transduced into intracellular biochemical processes (i.e. mechanotransduction), which regulate many cell responses, including migration behavior. However, interactions between cells and extracellular matrix (ECM) are not unidirectional, and neuronal cells migrating through the developing brain also display intrinsic mechanical forces on their substrate. In this master thesis, we investigate mechanotransduction regulation in cortical interneurons (cINs) migrating toward the neocortex. First, we demonstrate that inhibition of YAP/TAZ mechanosensors and transcriptional coactivators leads to migration defects in cINs. Secondly, we investigated the intrinsic mechanical forces exerted by cINs through Traction Force Microscopy (TFM), and highlighted intense traction forces around the axonal growth cone and soma. Eventually, we analyzed the brain ECM proteome from two neocortical zones where cINs migrate, the cortical plate (CP) and the subventricular/intermediate zone (SVZ/IZ), at two developmental stages (E13.5 and E16.5) through LC-MS/MS analyses. Our preliminary results highlight common proteins and differential expressions, including cell adhesion molecules and ECM proteoglycans, pointing toward new potential candidates for mechanotransduction regulation of cIN migration during neurogenesis.

Au cours du développement cérébral, les cellules neuronales en migration sont soumises à des forces externes provenant de leur microenvironnement. Ces signaux mécaniques sont convertis en réponses biochimiques intracellulaires via la mécanotransduction, un processus qui régule de nombreuses fonctions cellulaires, dont le comportement migratoire. Toutefois, les interactions entre les cellules et la matrice extracellulaire (ECM) ne sont pas unidirectionnelles : les cellules neuronales exercent également des forces mécaniques intrinsèques sur leur substrat lorsqu’elles migrent à travers le cerveau en développement. Dans ce mémoire, nous étudions la régulation de la mécanotransduction au sein des interneurones corticaux (cINs) migrant vers le néocortex. Premièrement, nous démontrons que l’inhibition des mécanosenseurs YAP/TAZ, qui sont également des coactivateurs transcriptionnels, induit un défaut de migration chez les cINs. Deuxièmement, l’analyse des forces mécaniques intrinsèques exercées par les cINs par Traction Force Microscopy (TFM) a mis en évidence des forces de traction intenses au niveau du cône de croissance axonal et du soma. Enfin, nous avons analysé le protéome de l’ECM cérébrale dans deux zones néocorticales traversées par les cINs ; la plaque corticale (CP) et la zone subventriculaire/intermédiaire (SVZ/IZ), à deux stades embryonnaires (E13.5 et E16.5) par analyses LC-MS/MS. Nos résultats préliminaires mettent en évidence des protéines communes et des expressions différentielles, incluant des molécules d’adhésion cellulaire et des protéoglycanes de l’ECM, et suggérant ainsi de nouveaux candidats potentiels dans la régulation mécanotransductionnelle de la migration des cINs au cours de la neurogenèse.