La maladie de Huntington (MH) est une pathologie neurodégénérative incurable causée par un gène mutationnaire codant pour la protéine de lahuntingtine (HTT). HTT est principalement associé aux vésicules et aux microtubules et est probablement impliqué dans les processus de transport dépendants des microtubules1,2. Pour étudier l’influence de l’HTT mutant sur la dynamique des microtubules, nous avons utilisé la visualisation in vitro de la protéine EB3, qui régule les propriétés dynamiques des microtubules en liant et en stabilisant les extrémités plus en croissance. Pour charger de l’EB3 marqué par fluorescence dans des fibroblastes de peau humaine, une transfection plasmidique a été appliquée. Nous avons utilisé la culture primaire de fibroblastes obtenue à partir de la biopsie cutanée des patients MH pour cette étude.
La mutation du gène de la protéine HTT entraîne l’allongement du tractus de la polyglutamine3. HTT a un rôle dans des processus cellulaires tels que l’endocytose4, le transport cellulaire1,2, la dégradation des protéines5, etc. Une partie substantielle de ces processus implique divers éléments du cytosquelette cellulaire, y compris les microtubules.
Les cellules primaires humaines sont le meilleur modèle pour reproduire le plus fidèlement possible les événements qui se produisent dans les cellules des patients. Pour créer de tels modèles, il faut isoler des cellules à partir de matériel de biopsie humaine (par exemple, à partir d’échantillons chirurgicaux). La lignée cellulaire primaire résultante convient à l’étude de la pathogenèse à l’aide de diverses méthodes génétiques, biochimiques, moléculaires et de biologie cellulaire. En outre, les cultures de cellules primaires humaines servent de précurseur pour la création de diverses cultures transdifférenciées ettransgéniques 6.
Cependant, contrairement aux cultures cellulaires immortalisées, l’inconvénient significatif des cellules primaires est leur capacité de passage limitée. Par conséquent, nous recommandons d’utiliser des cellules au stade des premiers passages (jusqu’à 15). Les cultures plus anciennes dégénèrent très rapidement, perdant leurs propriétés uniques. Ainsi, les cellules primaires nouvellement obtenues doivent être conservées congelées pour un stockage à long terme.
Les cultures cellulaires primaires sont sensibles aux conditions de culture. Par conséquent, ils nécessitent souvent des approches uniques et une optimisation des conditions de croissance. En particulier, les fibroblastes primaires de la peau humaine utilisés dans nos expériences sont exigeants sur le substrat. Par conséquent, nous avons utilisé divers revêtements supplémentaires (par exemple, de la gélatine ou de la fibronectine) en fonction du type d’expérience.
Le cytosquelette cellulaire détermine la forme, la mobilité et la locomotion de la cellule. La dynamique du cytosquelette est cruciale pour de nombreux processus intracellulaires à la fois dans l’interphase et la mitose. En particulier, les cytosquelettes polymérisés à partir de la tubuline sont des structures hautement dynamiques et polaires, permettant un transport intracellulaire dirigé médié par les protéines motrices. Les extrémités des microtubules sont en réarrangement constant, leurs phases d’assemblage alternent avec les phases de démontage, et ce comportement est appelé « instabilité dynamique »7,8,9. Diverses protéines associées modifient l’équilibre de la réaction de polymérisation, conduisant soit à la formation de polymères, soit à la formation de monomères protéiques. L’ajout de sous-unités de tubuline se produit principalement à l’extrémité supérieure des microtubules10. La famille des protéines de liaison terminale (EB) se compose de trois membres : EB1, EB2 et EB3. Ils servent de protéines de suivi des extrémités plus (+TIP) et régulent les propriétés dynamiques des microtubules en se liant et en stabilisant leurs extrémités supérieures en croissance11.
De nombreuses études utilisent la micro-injection ou la transfection de tubuline marquée par molécule fluorescente avec imagerie time-lapse et analyse vidéo pour visualiser les microtubules in vitro. Ces méthodes peuvent être invasives et nocives pour les cellules, en particulier les cellules humaines primaires. L’étape la plus difficile consiste à trouver les conditions de transfection cellulaire. Nous avons essayé d’atteindre le plus haut niveau possible de transfection sans affecter la viabilité et la morphologie cellulaire native. Cette étude applique la méthode classique pour étudier les différences dans la dynamique des microtubules dans les fibroblastes cutanés de donneurs sains et de patients atteints de la maladie de Huntington.