Morphological, molecular and genetic aspects of the GnRH neuronal migratory process in mice and humans

Chez les mammiferes, le controle de la reproduction est medie par un reseau hypothalamique qui integre divers stimuli pour reguler la secretion de la Gonadotropin Releasing Hormone (GnRH). Ces neurones a GnRH naissent dans la placode olfactive et migrent vers le cerveau le long des axones vomeronasaux et terminaux au cours du developpement embryonnaire. Bien que ce processus a bien ete etudie chez les rongeurs, sa caracterisation complete chez l'homme reste inachevee. Il est largement admis que des perturbations dans le developpement ou dans la secretion de GnRH sont associees chez l’homme a un hypogonadisme hypogonadotrope congenital (CHH), qui est un trouble caracterise par un retard ou une absence de la puberte conduisant a l'infertilite.Les systemes GnRH et olfactif ont des liens complexes au cours du developpement, le syndrome de Kallmann (KS) represente un trouble qui associe l'hypogonadisme du a une deficience en GnRH et l'anosmie. Le CHH et le KS sont des troubles oligogeniques, les mutations genetiques sous-jacentes n’expliquent que 50% des cas cliniques.Dans cette etude, nous avons entrepris une caracterisation complete du processus migratoire des neurones a GnRH au cours du premier trimestre de gestation sur une grande serie d'embryons et de fœtus humains, ce qui nous a permis d’elaborer le premier atlas chronologique et quantitatif de la distribution de GnRH. En effet, l'utilisation d’une nouvelle approche de transparisation des tissus embryologiques humains par de solvants organiques, a permis d’etablir pour la premiere fois, une veritable representation des neurones dans leur contexte natal in vivo.De plus, les resultats de cette etude ont non seulement revele que le nombre de neurones GnRH chez l'homme etait significativement plus eleve que prevu, mais aussi que ces derniers migrent vers plusieurs regions du cerveau extra-hypothalamique, en plus de l'hypothalamus. Leur presence dans ces regions souleve l'hypothese qu’ils pourraient exercer des roles non reproductifs, creant de nouvelles pistes pour la recherche sur les fonctions du systeme GnRH dans les processus cognitifs, comportementaux et physiologiques.Le second objectif de ce travail a vise a caracteriser un nouveau gene candidat implique dans le developpement du systeme GnRH: L'hormone Anti-Mullerienne (AMH), connue pour son role dans la differenciation de la gonade bipotentielle chez les mâles. Neanmoins, une recente etude menee par notre equipe a mis en evidence son role extragonadique sur les neurones a GnRH en periode post-natale.Le sequencage complet d'une large cohorte de patients europeens a revele plusieurs nouvelles mutations faux-sens dans le gene de l’AMH chez les patients atteints de CHH et KS, non retrouves dans la cohorte des temoins. L’evaluation de la pertinence fonctionnelle de ces mutations a ensuite ete effectuee par diverses analyses biochimiques in vitro de la bioactivite des mutations, ainsi que par la caracterisation d'une lignee de souris transgenique. Ce qui a entraine une diminution de la secretion de l'AMH et une diminution de la bioactivite de la proteine secretee dans les etudes in vitro; Conduisant a une eventuelle reduction de la capacite migratoire. Cela suggere fortement que ces mutations pourraient avoir un effet pathogene.En outre,nous montrons que le recepteur AMHR2 est exprime le long des fibres olfactives et par les neurones a GnRH pendant le processus migratoire GnRH. L'analyse pathohistologique des souris Amhr2 -/- a revele une alteration de la migration embryonnaire des neurones a GnRH vers le cerveau anterieur basal, entrainant une reduction significative du nombre total de neurones GnRH dans les cerveaux adultes de ces animaux, conduisant a une fertilite reduite. L’ensemble de ces travaux indiquent que l'insuffisance de signalisation AMH contribuerait a la pathogenese des troubles de CHH chez l’homme, et met en evidence un nouveau role de l'AMH dans developpement et la fonction des neurones GnRH.