Les multiples effets de la MAO dans le cerveau des poissons.

Une lignée knock-out mao d’Astyanax mexicanus révèle les rôles de l’homéostasie des monoamines sur le développement du cerveau des poissons. Les systèmes monoaminergiques sont conservés chez les vertébrés, mais ils présentent des variations au niveau de la neuroanatomie, des composants génétiques et des fonctions d’une espèce à l’autre. La monoamine oxydase, ou MAO, est l’enzyme responsable de la dégradation des monoamines. Alors que les mammifères possèdent deux gènes, MAO-A et MAO-B, les poissons possèdent un seul gène mao. Afin d’étudier la fonction de la MAO et de l’homéostasie monoaminergique sur le développement et la physiologie du cerveau des poissons, nous avons généré une lignée knock-out mao chez Astyanax mexicanus (poisson de surface), par la technologie CRISPR/Cas9.
Les larves homozygotes knockout mao meurent 13 jours après la fécondation. Grâce à une analyse temporelle, nous montrons que les neurones sérotoninergiques hypothalamiques subissent une régulation fine et dynamique du niveau de sérotonine suite à la perte de la fonction de mao, contrairement à ceux du raphé, qui présentent une augmentation continue des niveaux de sérotonine – comme attendu après inactivation de l’enzyme de dégradation. Les neurones dopaminergiques ne sont pas affectés par la perte de fonction de la mao.
Au niveau comportemental, les alevins knockout présentent une diminution transitoire de la locomotion qui « suit » les variations des niveaux neuronaux de sérotonine dans l’hypothalamus. Enfin, nous avons découvert un effet drastique du knock-out de la mao sur la prolifération des progéniteurs cérébraux dans le télencéphale et l’hypothalamus, avec une réduction du nombre de cellules prolifératives et une augmentation de la durée du cycle cellulaire.
Dans l’ensemble, nos résultats montrent que la MAO a des effets multiples et variés sur le développement du cerveau d’Astyanax mexicanus. Ils apportent aussi de nouveau éléments pour soutenir l’idée que les neurones sérotoninergiques de l’hypothalamus et du raphé du cerveau du poisson sont de nature et d’identité différentes, et mettent en évidence un lien entre homéostasie monoaminergique et croissance du cerveau.

An Astyanax mexicanus mao knockout line uncovers the developmental roles of monoamine homeostasis in fish brain. Alessandro Alunni, Constance Pierre, Jorge Torres-Paz, Natacha Clairet, Auriane Langlumé, Marie Pavie, Thomas Escoffier-Pirouelle, Michael Leblanc, Maryline Blin, Sylvie Rétaux.

Article paru dans la revue Development, Growth and differentiation – Voir sur le site