Note ABES The role of Purkinje neurons in the pathophysiology of Autosomal Recessive Cerebellar Ataxia 2 (ARCA2) Le rôle des neurones de Purkinje dans la physiopathologie de l'Ataxie Cérébelleuse Autosomique Récessive 2 (ARCA2) ARCA2 Ataxia Neurons de Purkinje COQ8A CoQ10 Mitochondrie Calcium Thérapie ARCA2 Ataxia Purkinjer Neurons COQ8A CoQ10 Mitochondria Calcium Therapy 616.83 572.8 Ataxie Génétique Coenzyme Q10 Mitochondries métabolisme L'ataxie cérébelleuse autosomique récessive 2, ou ARCA2, est une maladie rare neurodégénérative due à des mutations sur le gène COQ8A. La protéine codée est impliquée dans la régulation de la biosynthèse mitochondriale de la coenzyme Q10 (CoQ10). D'après des études antérieures des souris ataxiques Coq8a-/- , l'analyse histologique et fonctionnelle des neurones cérébelleux de Purkinje (PN) a indiqué des altérations spécifiques impliquant une dégénérescence et une fonction électrophysiologique altérée. Dans notre étude, nous montrons que la COQ8A est fortement exprimée dans les PNs alors que son paralogue le plus proche, la COQ8B, est exprimé dans les cellules granulaires cérébelleuses (GC). De plus, nous démontrons que la suppression de COQ8A spécifiquement dans les PNs est suffisante pour provoquer des déficits moteurs et une ataxie cérébelleuse dans un modèle souris spécifiquement délété pour la COQ8A dans les PN. En utilisant une microdissection par capture laser (LCM) couplée au séquençage d'ARN, nous indiquons que le mécanisme sous-jacent de la dégénérescence spécifique des PNs implique un dysfonctionnement mitochondrial qui précède le phénotype ataxique. De plus, les PN Coq8a-/- présentent des arborisations dendritiques anormales, un stress oxydatif et une homéostasie du Ca2+ altérée. Enfin, l'application de 10um CoQ10 sauve le phénotype mitochondrial et morphologique des PN cérébelleux primaires Coq8a-/-, suggérant que CoQ10 pourrait être un traitement bénéfique pour l’ARCA2, tout en soulignant l'importance des analogues de la CoQ10 avec une biodistribution accrue dans le cerveau. Autosomal recessive cerebellar ataxia 2, or ARCA2 is a rare form of neurodegenerative disorder due to mutations on the gene COQ8A. The encoded protein is involved in the regulation of the mitochondrial biosynthesis of Coenzyme Q10 (CoQ10). From previous studies, histological and functional analysis on the cerebellar Purkinje neurons (PNs) of the ataxic Coq8a-/- mice indicated specific alterations involving dark cell degeneration and altered electrophysiological function. In our study, we are showing that COQ8A is highly expressed in PNs neurons whereas its closest paralog COQ8B is expressed in cerebellar granule cells (GCs). Moreover, we are demonstrating that deletion of COQ8A specifically in PNs is enough to cause cerebellar ataxia and motor deficits in PN-specific Coq8a-/- mouse model. By employing a laser capture microdissection (LCM) coupled to RNA-sequencing, we are indicating that the underlying mechanism of the Coq8a-/- PNs - specific degeneration involves mitochondrial dysfunction that precedes the ataxic phenotype. Furthermore, Coq8a-/- PNs present abnormal dendritic arborizations, oxidative stress and altered Ca2+ homeostasis. Finally, application of 10um CoQ10 rescues the mitochondrial and morphological phenotype of Coq8a-/- primary cerebellar PNs, suggesting that CoQ10 could be a beneficial treatment for ARCA2, while underlying the importance of CoQ10 analogs with increased biodistribution in the brain. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 173359283 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04033256 application/pdf 173380721 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2020/Manolaras_Ioannis_2020_ED414.pdf http://www.theses.fr/2020STRAJ104/abes https://theses.hal.science/tel-04033256 https://theses.hal.science/tel-04033256 https://theses.hal.science/tel-04033256 Manolaras Ioannis 1990-06-10 FR 268313180 0EFB1R075U0 21624195 4200047 https://theses.fr/2020STRAJ104 2020STRAJ104 https://doi.org/10.70675/3c59993cz5c5cz4b94z993ezbbe3ddeea079 2020-09-16 Neurosciences Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Puccio Hélène MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 146740807 Saxena Smita MADS_PRESIDENT_DU_JURY 268313733 Rouaux Caroline MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 119157675 Maltecca Francesca MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 268313849 Saxena Smita MADS_RAPPORTEUR_1 268313733 Santorelli Filippo MADS_RAPPORTEUR_2 268313539 École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 414 156502844 Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 155263749 93800 ddc:610 ddc:570 Puccio Hélène Saxena Smita Rouaux Caroline Maltecca Francesca Saxena Smita Santorelli Filippo École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg) PDF 173359283 restriction 2020-09-16 2023-03-16 restriction 2020-09-16 2023-03-16