Rôles de Trio dans la migration des interneurones GABAergiques corticaux

Abstract

Les encéphalopathies épileptogènes (EE) sont des maladies du jeune enfant se présentant avec une épilepsie et un retard du développement et/ou des déficits cognitifs. Le syndrome de West (spasmes infantiles) est une forme d’EE se manifestant au cours des premiers mois de vie par des salves de spasmes en flexion du tronc et des membres et une régression du développement. La pathogenèse des EE est mal comprise, mais des données récentes suggèrent qu’elles peuvent, dans certains cas, refléter un déséquilibre entre l'excitation et l'inhibition des circuits neuronaux dû, par exemple, à un déficit du développement ou de la fonction des interneurones inhibiteurs GABAergiques (INs). Afin de mieux comprendre les causes génétiques des EE, le laboratoire du Dr Rossignol a effectué une étude de séquençage d’exome d'une large cohorte d'enfants avec spasmes infantiles. Cette étude a révélé l’hétérogénéité génétique de cette maladie et a également permis d’identifier des mutations du gène TRIO chez un enfant avec spasmes infantiles et déficience intellectuelle. Des mutations de ce gène ont déjà été associées à la déficience intellectuelle chez l'humain. Celui-ci code pour la protéine TRIO, décrite comme essentielle pour la régulation de divers processus impliqués dans la migration neuronale incluant la guidance axonale et la motilité cellulaire. Cependant, ses fonctions dans le développement des INs sont inconnues. Par cette étude, nous avons voulu explorer les rôles de Trio dans la migration des INs corticaux chez la souris. À l'aide d'une technique d'électroporation ex vivo et d’un shARN contrôlé par le promoteur Dlx5/6, nous avons réprimé l'expression de Trio spécifiquement dans les INs en période prénatale. Nos résultats montrent que la perte de fonction de Trio, chez les souris embryonnaires mène à une réduction de la migration des INs vers le cortex, et à des défauts dans leur morphologie les rendant possiblement inaptes à soutenir l'organisation normale du cerveau. Ces défauts seraient possiblement causés par une sous activation de la voie de signalisation de RhoA.

Epilepsy can result from a loss of balance between the levels of excitation and inhibition in the brain. Epileptic seizures manifest themselves by uncontrolled limb movements and epileptic activity on brain wave recordings (EEG). Possible defects in the development of inhibitory neurons may cause an increased excitability of the brain cells and underlie such seizures. To better understand the genetic causes of epilepsy, the laboratory of Dr. Rossignol conducted a gene sequencing study of a large cohort of children diagnosed with infantile spasms, a severe form of early-onset epilepsy. Among the newly identified genes, sequencing revealed mutations in the TRIO gene. In the literature, this gene was already associated with intellectual disability and was noted as a vital participant for axonal guidance and cellular motility in various organisms. However, little is known about the role of this particular gene in the development of inhibitory neurons. The objective of the study is to investigate the roles of Trio in the migration of these inhibitory interneurons in mice by exploring the processes that lead to the migration of these inhibitory neurons to their final position. With the utilization of ex vivo electroporation and a shRNA driven by the Dlx5/6 promoter, we repressed the Trio gene in cortical GABAergic interneurons during the prenatal stages of mouse development. Our results demonstrate that the loss of function of the Trio gene in embryonic mice leads to defects in the morphology of inhibitory neurons and in a reduced number of interneurons reaching the cortical plate. Our rescue experiment suggests that defects in interneuron morphology might result from deregulation of the RhoA signalling pathway. Overall, our results expand our understanding of the roles of TRIO in the regulation of cortical circuits development.