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Abstract :
[en] An increasing number of people are affected by auditory deficiency. Several genes associated with deafness encode for cytoskeleton proteins that are expressed in cells of the inner ear. However, our knowledge of cytoskeleton dynamics inside the inner ear is still incomplete. Up to now, most studies have principally focused on cytoskeleton organization at adult stages and not on its arrangement during development.
In this work, we studied the development of the dynamic cytoskeleton structure in various cells of the rat organ of Corti, from its appearance at the 18th embryonic day (E18), to its functional state at the 25th post-natal day (P25). We used an indirect immunofluorescence method, which involves specific antibodies directed against different proteins from the three main types of cellular filaments: intermediate filaments (cytokeratines, vimentine), microtubules (βI–V-tubulin) and microfilaments (βcytoplasmic- and γcytoplasmic-actin). The labelling was performed on cryosections and then visualized through a laser scanning confocal microscope. A complementary ultrastructural analysis using transmission electronic microscopy was performed on select developmental timepoints.
Our results clearly show that the cytoskeleton of the supporting cells plays a greater role in the development of the organ of Corti than that of the sensory hair cells. We observed an increase in the cytoskeletal organization of the supporting cells up to P6. We have shown that the cytoskeleton of supporting cells is highly developed during the deep disruptions of the auditory organ morphology appearing between P8 and P12. During this short period, we observed a partial epithelial-to-mesenchymal transition, which is marked by the temporary appearance of vimentine and a partial loss of cellular adhesion on the lateral face. At the same time, we also found a correlation between the onset of βV-tubulin expression and the formation of non-centrosomal microtubules arrays. Finally, the morphologically mature organ of Corti is characterized by a decrease of the cytoskeleton in some key regions of the cells.
These observations underline the essential importance of the cytoskeleton in the maturation of the organ of Corti.
[fr] Un nombre croissant de personnes est touché par une déficience auditive. Plusieurs gènes responsables de la surdité codent pour des protéines du cytosquelette des cellules de l’organe de l’audition. Cependant, notre connaissance sur la dynamique du cytosquelette au sein de cet organe sensoriel est encore très fragmentaire. Jusqu’ici les études se sont essentiellement focalisées sur son organisation au stade adulte et non sur son arrangement au cours du développement.
Dans ce travail, nous avons étudié la mise en place de cette charpente dynamique dans les diverses cellules de l’organe de Corti depuis son arrivée, le 18e jour embryonnaire (E18) jusqu’à son état fonctionnel, le 25e jour post-natal (P25) chez le rat. Nous avons appliqué une méthode indirecte en immunofluorescence, faisant intervenir des anticorps spécifiques dirigés contre différentes protéines des trois grands types de filaments cellulaires : les filaments intermédiaires (cytokératines, vimentine), les microtubules (tubuline βI–V) et les microfilaments (actine-βcytoplasmique et -γcytoplasmique). Les marquages ont été effectués sur des cryosections et visualisés à l’aide d’un microscope confocal à balayage laser. Une analyse ultrastructurale complémentaire a été réalisée occasionnellement en microscopie électronique à transmission.
Nos résultats indiquent clairement que le cytosquelette des cellules de soutien est davantage impliqué dans le développement de l’organe de Corti que celui des cellules sensorielles. Ainsi, nous avons observé un accroissement ordonné du cytosquelette des cellules de soutien jusqu’à P6. Ensuite, nous avons montré que leur cytosquelette était fortement développé en relation avec les bouleversements profonds de la morphologie de l’organe auditif qui surviennent entre P8 et P12. Durant cette courte période, une transition épithélio-mésenchymateuse partielle a été mise en évidence, marquée par l’apparition temporaire de la vimentine et la perte limitée de l’adhérence cellulaire au niveau de leur surface latérale. Au même moment, nous avons également corrélé l’arrivée de la tubuline-βV avec la formation de faisceaux de microtubules non centrosomiques. Enfin, l’achèvement du développement se caractérise par une réduction du cytosquelette à des endroits clés des cellules.
Ces observations soulignent l’importance essentielle du cytosquelette dans la maturation de l’organe de l’audition.
Disciplines :
Anatomy (cytology, histology, embryology...) & physiology
Biochemistry, biophysics & molecular biology
Name of the research project :
Localisation spatiotemporelle du cytosquelette durant le développement de l'organe de l'audition chez les mammifères
