Etude des conséquences de stress hypoxiques répétés sur l’intégrité d’un modèle in vitro de barrière hémato-encéphalique

La barrière hémato-encéphalique (BHE) est la structure essentielle au système nerveux central (SNC), localisée au sein des capillaires cérébraux. Elle est responsable du maintien de l’homéostasie cérébrale ainsi que de sa protection. En effet, les pathologies affectant le SNC sont souvent associées à une altération au niveau de la BHE. L’un des nombreux facteurs, pouvant altérer l’homéostasie du SNC, est l’hypoxie puisque le cerveau est le premier consommateur d’oxygène. De nombreuses études ont démontré qu’une hypoxie aigüe (modélisation de l’ischémie cérébrale transitoire ou l’AVC), altère la perméabilité de cette barrière. Cependant, certaines pathologies sont liées à une hypoxie intermittente, notamment les troubles respiratoires associés au sommeil, comme le syndrome d’apnées du sommeil. Cette hypoxie intermittente ne semble pas être sans conséquence sur la structure et la fonction du cerveau, car des études menées chez l’Homme ont démontré que ces patients souffraient de troubles cognitifs. L’enjeu dans l’étude de ces pathologies est d’avoir une meilleure compréhension des mécanismes amenant à l’altération de la BHE, afin de développer des stratégies thérapeutiques adéquates. Toutefois, peu d’études à ce jour se sont intéressées à l’impact de l’hypoxie intermittente sur la BHE en raison de la complexité du cerveau. De ce fait, les modèles in vitro de BHE semblent être des outils adéquats à l’étude de la BHE en conditions pathologiques. L’objectif de ce travail de thèse a été de mettre en place un modèle in vitro de BHE permettant l’étude de l’impact de stress hypoxiques répétés sur l’intégrité de cette barrière.Le modèle mis en place est un modèle de co-culture « contact » mettant en jeu des cellules endothéliales cérébrales immortalisées de souris et des astrocytes immortalisés de rat. En effet, de nombreuses études ont montré l’importance des interactions entre les astrocytes et les cellules endothéliales, dans la mise en place du phénotype de barrière de la BHE. Nous avons fait le choix de développer un modèle murin afin d’être en adéquation avec les études menées, chez le petit animal, au laboratoire. Ce modèle a été caractérisé en termes de résistance électrique transendothelial (TEER), de perméabilité membranaire, de jonctions serrées et de transporteurs d’efflux. Ce modèle répond aux critères attendus pour un modèle in vitro de BHE et est rapide à mettre en place.L’impact cellulaire de l’hypoxie intermittente est difficile à étudier in vitro en raison de la rapidité du phénomène. De ce fait, nous avons mis en place une méthode alternative d’induction de stress hypoxique par un agent chimique, l’hydralazine, qui soit reproductible, contrôlable et réversible, afin d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires induits au niveau de cette BHE.