Modèles de souris AAV-Tau de tauopathies

Cette image de microscopie montre l'immunomarquage de l'AT8 pour le pTau. Le mésencéphale ipsilatéral (hémisphère gauche) présente une coloration étendue à proximité du SNc et légèrement au-delà. Pour référence anatomique, une illustration avec les étiquettes de l'atlas pour ce niveau du cerveau est fournie ci-dessous.

Cette image à fort grossissement montre une forte coloration de pTau à la fois dans le soma et les processus des neurones du SNc.

Comme on peut le voir sur cette image microscopique, il y a une perte substantielle de neurones dopaminergiques TH-positifs dans le SNc ipsilatéral par rapport à l'hémisphère contralatéral. À titre de référence, une illustration avec les étiquettes de l'atlas pour ce niveau cérébral est fournie ci-dessous.

En utilisant notre logiciel d'analyse quantitative PERMITS^TM, nous avons quantifié la coloration TH dans le SNc. Le graphique ci-dessous montre une réduction très significative dans l'hémisphère ipsilatéral des souris AAV-Tau par rapport aux souris AAV-nulles (contrôle).

L'atrophie régionale du cerveau est une caractéristique essentielle des tauopathies. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est utilisée en clinique pour la neuro-imagerie non invasive de la paralysie supranucléaire progressive (voir notre article) et de la dégénérescence corticobasale (voir notre article). L'équipe de Biospective a étudié le schéma spatio-temporel de l'atrophie cérébrale dans les tauopathies (voir Mesures IRM de l'évolution de la maladie pour les essais cliniques sur la paralysie supranucléaire progressive et IRM et dégénérescence corticobasale). Nous avons constaté une atrophie significative dans de multiples régions du cerveau, y compris le mésencéphale et le striatum dans les deux maladies.

L'IRM étant un "biomarqueur translationnel", nous avons acquis des images IRM 3D anatomiques in vivo à haute résolution des souris AAV-hTau et AAV-null (contrôle) à l'aide d'un scanner IRM préclinique de 7T. Nous avons effectué un traitement entièrement automatisé des images à l'aide de notre logiciel propriétaire NIGHTWINGTM et avons constaté une atrophie cérébrale très significative dans le SNc et le mésencéphale. Ces données correspondent bien à la perte de neurones TH-positifs observée dans l'image microscopique.

Cette image microscopique montre le SNc controlatéral (hémisphère droit) qui présente des corps cellulaires et des processus TH-positifs en rouge. Les noyaux des neurones dopaminergiques sont représentés en bleu.

Cette image microscopique montre le SNc ipsilatéral (hémisphère gauche) qui présente une réduction profonde des corps cellulaires et des processus TH-positifs (en rouge) par rapport à l'hémisphère controlatéral. Les noyaux des neurones dopaminergiques sont représentés en bleu.

Cette image de microscopie montre une dénervation dopaminergique sévère du caudé-putamen ipsilatéral (hémisphère gauche) (perte de terminaux TH-positifs). Pour référence, une illustration avec les étiquettes de l'atlas pour ce niveau cérébral approximatif est fournie ci-dessous.

En utilisant notre logiciel d'analyse quantitative PERMITS^TM, nous avons quantifié la coloration TH dans le Caudé-Putamen. Le graphique ci-dessous montre une réduction hautement significative dans l'hémisphère ipsilatéral.

Cette perte d'innervation dopaminergique correspond bien aux déficits moteurs unilatéraux chez ces souris, y compris une augmentation hautement significative de l'utilisation de la patte ipsilatérale pendant le test du cylindre, une diminution de la latence à la chute dans le test du rotarod, une augmentation des balancements vers le côté controlatéral dans le test de suspension de la queue (TSST), et une augmentation de l'agrippement des membres postérieurs.

Cette vue à fort grossissement montre l'étendue sévère de la perte des terminaux dopaminergiques (TH positifs) dans le striatum ipsilatéral. Il reste quelques axones (bien que dystrophiques).

Nous avons également identifié une atrophie cérébrale significative dans le caudé-putamen sur les examens IRM, ce qui correspond bien à notre analyse des données IRM humaines des populations atteintes de paralysie supranucléaire progressive et de dégénérescence corticobasale. Ces données confirment la "transposabilité" de ce modèle de tauopathie.

Sur cette image à faible grossissement, on peut facilement apprécier la densité plus élevée de microglies Iba-1 positives dans l'hémisphère ipsilatéral (gauche) (indiqué par l'encadré) par rapport à l'hémisphère controlatéral.

Le graphique ci-dessous montre la densité de la coloration Iba-1 dans le SNc.

Nous avons effectué une analyse morphologique de la microglie en utilisant une nouvelle approche de vision par ordinateur et d'apprentissage automatique développée par notre équipe. Cet algorithme entièrement automatisé permet de classer les microglies non activées (ramifiées) et activées (non ramifiées).

Le graphique ci-dessous montre l'activation microgliale dans le SNc, avec une augmentation très significative de l'activation microgliale chez les souris AAV-Tau.

Cette vue à fort grossissement montre la densité accrue de microglies marquées à l'Iba-1 dans les zones présentant des agrégats de tau phosphorylés.

Cette image de microscopie à faible grossissement montre une densité plus élevée d'astrocytes GFAP-positifs dans l'hémisphère ipsilatéral (indiqué par l'encadré). Le graphique ci-dessous montre la densité de coloration de la GFAP dans le SNc.

Cette vue à fort grossissement montre la densité accrue des astrocytes marqués par la GFAP dans les zones présentant des agrégats d'α-synucléine phosphorylée.

Ce nouveau modèle murin de tauopathies avec des caractéristiques parkinsoniennes récapitule de nombreuses caractéristiques de la paralysie supranucléaire progressive et de la dégénérescence corticobasale, y compris le développement d'un dysfonctionnement moteur asymétrique et (en raison de l'injection unilatérale), et la perte associée de neurones SNc TH+ et de l'expression striatale de la TH.

L'AAV-hTau entraîne au niveau régional une atrophie cérébrale très importante, une augmentation de la densité microgliale et des niveaux d'activation, ainsi qu'une augmentation de la densité et de l'hypertrophie des astrocytes. D'autres études sont prévues pour continuer à étudier les changements pathologiques dans ce modèle.

Ce modèle de souris inductible et à évolution rapide est bien adapté à la découverte de médicaments grâce à des mesures quantitatives in vivo et ex vivo, et présente un avantage certain par rapport aux modèles transgéniques existants en tant que méthode de dépistage de nouvelles options thérapeutiques ciblant la pathologie liée à la protéine tau.

N'hésitez pas à explorer davantage l'image microscopique dans la visionneuse.

Nous serions heureux de discuter de ce modèle et de notre caractérisation si vous souhaitez nous contacter.