Soutenance de thèse de Fanny GAUDEL

Longtemps considérés comme cantonnés aux seuls organes sensoriels de la face, les chimiorécepteurs - gustatifs, phéromonaux et olfactifs - ont été mis en évidence dans de nombreux tissus et organes, notamment le pancréas, les muscles et le cerveau. Leur étude a permis de découvrir qu’ils y jouent des rôles variés : régulation du métabolisme et de la prolifération cellulaire ou encore recrutement du système immunitaire. Cependant, au niveau cérébral, leur fonction demeure énigmatique. Ce travail de thèse s’est focalisé sur deux aspects : 1) la description systématique de tous les chimiorécepteurs d’origine nasolaryngée au niveau du cerveau humain et 2) la caractérisation de l’expression de deux récepteurs olfactifs cérébraux chez des souris sauvages ou transgéniques mimant la maladie d’Alzheimer. À l’aide d’outils bioinformatiques et de biologie cellulaire et moléculaire, il a été permis de démontrer que : • Les transcrits des gènes codant pour les récepteurs gustatifs, phéromonaux et olfactifs sont tous exprimés au niveau du cerveau humain, principalement au niveau du système limbique. • Leur expression s’accompagne de celle de leurs principaux partenaires canoniques de signalisation, indiquant qu’ils sont potentiellement fonctionnels dans le cerveau. • L’expression des ARNm des récepteurs olfactifs Olfr110/111 et Olfr544 varie dans l'hippocampe et le cortex au cours du vieillissement pathologique des souris de type Alzheimer. • Les récepteurs Olfr110/111 et Olfr544 sont principalement exprimés par les neurones et co-exprimés, à la surface des membranes cellulaires, avec leur partenaire de transduction olfactive, la protéine Gαolf, renforçant l’idée qu’ils sont potentiellement fonctionnels. La présence et la potentielle fonctionnalité de ces familles de récepteurs suggèrent la capacité du cerveau à sentir et goûter son monde intérieur, en conditions physiologiques et pathologiques. Il convient désormais d’étudier les rôles et les voies cellulaires dans lesquels sont impliqués les récepteurs gustatifs, phéromonaux et olfactifs. Parmi les pistes possibles, on peut citer la migration des neurones néoformés, la régulation du métabolisme cérébral ou encore l’inflammation. À plus long terme, on peut envisager de moduler l’activité de ces récepteurs et de développer des molécules thérapeutiques pour les maladies neurodégénératives.

Long-thought to be exclusively confined to the sensory organs of the face, gustatory, pheromonal and olfactory chemoreceptors have been identified in many tissues and organs, including the pancreas, muscles and brain. Herein, they can regulate cell metabolism and proliferation or recruit the cells of the immune system. However, in the brain, their functions remains unknown. My work focused on: 1) the description of all naso-laryngeal chemoreceptors in the human brain and 2) the kinetic mapping of two cerebral olfactory receptors in wild-type or transgenic mice mimicking Alzheimer's disease. Using bioinformatics tools, cellular and molecular biology, my work demonstrates that: • The transcripts of genes encoding taste, pheromone and olfactory receptors are all expressed in the human brain, mainly in the limbic system. • They are co-expressed with their main canonical signalling partners, indicating they are potentially functional in the brain. • The hippocampal and cortical expression of Olfr110/111 and Olfr544 transcripts varies according the pathological stages in Alzheimer-like mice. • Olfr110/111 and Olfr544 receptors are mainly expressed by neurons and co-expressed, at the cell membrane surface, with their olfactory transduction partner, the Gαolf protein, reinforcing the idea that they are functional. The presence and the potential functionality of these receptor families suggest the brain is able to feel and taste its own inner world, under physiological and pathological conditions. It is of importance to further study the roles and cellular pathways in which taste, pheromone and olfactory receptors are involved. Putative functions include migration of newly formed neurons, regulation of metabolism or cerebral inflammation. Further down, it could be envisioned to identify chemoreceptor agonists/antagonists in order to treat neurodegenerative diseases.