Facteurs neurotrophiques - Neurotrophic factors

Les facteurs neurotrophiques ( FNT ) sont une famille de biomolécules  – dont presque toutes sont des peptides ou de petites protéines  – qui soutiennent la croissance, la survie et la différenciation des neurones en développement et matures. La plupart des NTF exercent leurs effets trophiques sur les neurones en signalant par l'intermédiaire de tyrosine kinases , généralement un récepteur tyrosine kinase . Dans le système nerveux mature, ils favorisent la survie neuronale, induisent une plasticité synaptique et modulent la formation de souvenirs à long terme. Les facteurs neurotrophiques favorisent également la croissance et le développement initiaux des neurones du système nerveux central et du système nerveux périphérique , et ils sont capables de faire repousser les neurones endommagés dans des éprouvettes et des modèles animaux. Certains facteurs neurotrophiques sont également libérés par le tissu cible afin de guider la croissance des axones en développement . La plupart des facteurs neurotrophiques appartiennent à l'une des trois familles suivantes : (1) les neurotrophines , (2) les ligands de la famille des facteurs neurotrophiques dérivés de la lignée cellulaire gliale (GFL) et (3) les cytokines neuropoïétiques. Chaque famille a ses propres mécanismes de signalisation cellulaire distincts , bien que les réponses cellulaires suscitées se chevauchent souvent.

Actuellement, les facteurs neurotrophiques sont intensément étudiés pour une utilisation dans les conduits nerveux bioartificiels car ils sont nécessaires in vivo pour diriger la croissance et la régénération des axones. Dans les études, les facteurs neurotrophiques sont normalement utilisés en conjonction avec d'autres techniques telles que les indices biologiques et physiques créés par l'ajout de cellules et de topographies spécifiques. Les facteurs neurotrophiques peuvent ou non être immobilisés sur la structure d'échafaudage, bien que l'immobilisation soit préférée car elle permet la création de gradients permanents et contrôlables. Dans certains cas, tels que les systèmes neuronaux d'administration de médicaments , ils sont immobilisés de manière lâche de sorte qu'ils peuvent être libérés sélectivement à des moments spécifiés et dans des quantités spécifiées.

Liste des facteurs neurotrophiques

Bien que plus d'informations soient découvertes sur les facteurs neurotrophiques, leur classification est basée sur différents mécanismes cellulaires et ils sont regroupés en trois familles principales : les neurotrophines , la famille CNTF et la famille GDNF .

Neurotrophines

Facteur neurotrophique dérivé du cerveau

Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) est structurellement similaire au NGF, NT-3 et NT-4 /5, et partage le récepteur TrkB avec NT-4. Le système facteur neurotrophique dérivé du cerveau/TrkB favorise la survie des thymocytes , comme étudié dans le thymus de souris. D'autres expériences suggèrent que le BDNF est plus important et nécessaire pour la survie neuronale que d'autres facteurs. Cependant, ce mécanisme compensatoire n'est pas encore connu. Plus précisément, le BDNF favorise la survie des neurones du ganglion de la racine dorsale . Même lorsqu'il est lié à un TrkB tronqué, le BDNF montre toujours des rôles de croissance et de développement. Sans BDNF (homozygote (-/-)), les souris ne survivent pas au-delà de trois semaines.

Y compris le développement, le BDNF joue un rôle régulateur important dans le développement du cortex visuel , en améliorant la neurogenèse et en améliorant l'apprentissage et la mémoire. Plus précisément, le BDNF agit au sein de l' hippocampe . Des études ont montré que le traitement à la corticostérone et la surrénalectomie réduisent ou régulent à la hausse l'expression du BDNF hippocampique. De manière cohérente entre les études chez l'homme et chez l'animal, les taux de BDNF sont diminués chez les personnes souffrant de dépression majeure non traitée . Cependant, la corrélation entre les niveaux de BDNF et la dépression est controversée.

Facteur de croissance nerveuse

Le facteur de croissance nerveuse (NGF) utilise le récepteur de haute affinité TrkA pour favoriser la myélinisation et la différenciation des neurones. Des études ont montré que la dérégulation du NGF provoque une hyperalgésie et des douleurs. La production de NGF est fortement corrélée à l'étendue de l' inflammation . Même s'il est clair que l'administration exogène de NGF aide à diminuer l'inflammation des tissus, les mécanismes moléculaires sont encore inconnus. De plus, les taux sanguins de NGF sont augmentés en période de stress, pendant les maladies immunitaires et avec l' asthme ou l' arthrite , entre autres conditions.

Neurotrophine-3

Alors que les facteurs neurotrophiques au sein de la famille des neurotrophines ont généralement un récepteur de protéine tyrosine kinase (Trk), la neurotrophine-3 (NT-3) a le récepteur unique, TrkC . En fait, la découverte des différents récepteurs a permis de différencier la compréhension et la classification des scientifiques de NT-3. NT-3 partage des propriétés similaires avec d'autres membres de cette classe et est connu pour être important dans la survie neuronale. La protéine NT-3 se trouve au sein du thymus , de la rate , de l'épithélium intestinal mais son rôle dans le fonctionnement de chaque organe est encore inconnu.

Neurotrophine-4

Famille CNTF

La famille CNTF de facteurs neurotrophiques comprend le facteur neurotrophique ciliaire (CNTF), le facteur inhibiteur de la leucémie (LIF), l' interleukine-6 (IL-6), la prolactine , l'hormone de croissance , la leptine , les interférons (c'est-à-dire l'interféron-α, -β et - γ ), et l' oncostatine M .

Facteur neurotrophique ciliaire

Le facteur neurotrophique ciliaire affecte embryonnaires neurones moteurs , dorsales ganglion de la racine des neurones sensoriels et les neurones ciliaires neurones hippocampiques. Il est structurellement lié au facteur inhibiteur de la leucémie (LIF), à l' interleukine 6 (IL-6) et à l' oncostatine M (OSM). Le CNTF prévient la dégénérescence des motoneurones chez le rat et la souris, ce qui augmente le temps de survie et la fonction motrice des souris. Ces résultats suggèrent que le CNTF exogène pourrait être utilisé comme traitement thérapeutique pour les maladies dégénératives des motoneurones humaines . Il a également des caractéristiques inattendues semblables à celles de la leptine, car il entraîne une perte de poids.

Famille GDNF

La famille de ligands GDNF comprend le facteur neurotrophique dérivé de la lignée cellulaire gliale (GDNF), l' artémine , la neurturine et la perséphine .

Facteur neurotrophique dérivé de la lignée cellulaire gliale

Le facteur neurotrophique dérivé de la lignée cellulaire gliale (GDNF) a été initialement détecté comme promoteur de survie dérivé d'une cellule de gliome . Des études ultérieures ont déterminé que le GDNF utilise un récepteur tyrosine kinase et un co-récepteur de liaison de ligand de haute affinité GFRα . Le GDNF a une affinité particulièrement forte pour les neurones dopaminergiques (DA) . Plus précisément, des études ont montré que le GDNF joue un rôle protecteur contre les toxines MPTP pour les neurones DA. Elle a également été détectée dans les motoneurones de rats embryonnaires et est suggérée pour favoriser le développement et réduire l' axotomie .

Artemin

Neurturine

Perséphin

Éphrins

Les éphrines sont une famille de facteurs neurotrophiques qui signalent à travers les récepteurs eph , une classe de récepteurs tyrosine kinases ; la famille des éphrines comprend les éphrines A1 , A2 , A3 , A4 , A5 , B1 , B2 et B3 .

Familles EGF et TGF

Les familles EGF et TGF de facteurs neurotrophiques sont composées du facteur de croissance épidermique , des neurégulines , du facteur de croissance transformant alpha (TGFα) et du facteur de croissance transformant bêta (TGFβ). Ils signalent par l'intermédiaire de récepteurs tyrosine kinases et de sérine/thréonine protéine kinases .

Autres facteurs neurotrophiques

Plusieurs autres biomolécules identifiées comme facteurs neurotrophiques comprennent : le facteur de maturation de la glie , l' insuline , le facteur de croissance analogue à l'insuline 1 (IGF-1), le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF), le facteur de croissance des fibroblastes (FGF), le facteur de croissance dérivé des plaquettes ( PDGF), peptide d'activation de l'adénylate cyclase hypophysaire (PACAP), interleukine-1 (IL-1), interleukine-2 (IL-2), interleukine-3 (IL-3), interleukine-5 (IL-5), interleukine -8 (IL-8), facteur de stimulation des colonies de macrophages (M-CSF), facteur de stimulation des colonies de granulocytes-macrophages (GM-CSF) et neurotactine .

Les références