La plateforme poisson-zèbre ZeNeuro au sein du laboratoire MMDN permet de développer de nouveaux modèles in vivo afin de comprendre les processus de dégénérescence neuronale.

Nous avons établi une expertise dans le développement et l’analyse du système nerveux central et périphérique et nous hébergeons actuellement environ 30 lignées transgéniques et mutantes.

Nous suivons les premières étapes de la neurotoxicité visible dès deux jours de développement chez le poisson-zèbre. L’atteinte neuronale peut ainsi être suivie directement à l’échelle de la cellule et de l’organisme, avec notamment l’analyse comportementale avec la plateforme de phénotypage ZebraSens. Nos modèles nous permettent de tester des protéines candidates ou des composés à visée thérapeutique.

Cette plateforme accessible à la communauté scientifique a permis de développer en collaboration différents projets :

• Impact des pesticides et des perturbateurs endocriniens sur le système nerveux (V. Perrier, U1198)
• Etude de gènes candidats dans la SLA (INM, Montpellier)
• Etude de gènes candidats dans les neuropathies optiques (INM, Montpellier)

D’autre part, cette plateforme est impliquée dans la validation fonctionnelle pour des agents à visée thérapeutique dans des thématiques variées :

• Nanoparticules (IBMM, Montpellier)
• Etude de composés théranostics (EPHE- Université de Bourgogne)
• Validation de molécules neuroprotectrices dans le syndrôme de Wolfram (MMDN)
• Validation de molécules neuroprotectrices dans la SLA (MMDN)

Nous assurons l’encadrement d’étudiant(e)s (Master Bio-Santé/Biotin M1, M2, Master EPHE), ingénieur(e)s, doctorant(e)s, post-doctorant(e)s et chercheur(e)s pour les techniques de microinjection à différents stades, pour la manipulation d’embryons et larves pour l’imagerie. Par ailleurs, tous les utilisateurs sont formés aux bonnes pratiques d’utilisation du modèle (zootechnie, expérimentation, réglementation).

Cellules ciliées de l’oreille (cristae), lignée Brn3c-GFP, une atteinte de cette structure peut conduire à des défauts d’équilibre et d’audition	Protéine Tau humaine exprimée dans le système nerveux (vert) en interaction avec la microglie (rouge)

Mireille Rossel, responsable scientifique

Maître de conférences, EPHE Contact : mireille.rossel(at)umontpellier.fr / mireille.rossel(at)ephe.sorbonne.fr Téléphone : 04 67 14 38 15

Nicolas Cubedo, responsable zootechnie et microinjection

Assistant ingénieur Inserm Contact : nicolas.cubedo(at)umontpellier.fr Téléphone : 04 67 14 38 15

• Mezghrani B, Ali LMA, Cubedo N, Rossel M, Hesemann P, Durand JO, Bettache N. Periodic mesoporous ionosilica nanoparticles for dual cancer therapy: Two-photon excitation siRNA gene silencing in cells and photodynamic therapy in zebrafish embryos. Int J Pharm 2023, 641, 123083.
• Vaché C, Cubedo N, Mansard L, Sarniguet J, Baux D, Faugère V, Baudoin C, Moclyn M, Touraine R, Lina-Granade G, Cossé M, Bergougnoux A, Kalatzis V, Rossel M, Roux AF. Identification and in vivo functional investigation of a HOMER2 nonstop variant causing hearing loss. Eur J Hum Genet 2023, 31, 834-840.
• Crouzier L, Danese A, Yasui Y, Richard EM, Liévens JC, Patergnani S, Couly S, Diez C, Denus M, Cubedo N, Rossel M, Thiry M, Su TP, Pinton P, Maurice T, Delprat B. Activation of the sigma-1 receptor chaperone alleviates disorders of Wolfram syndrome by restoring ER-mitochondrion signaling. Science Transl Med 2022, 14, 631.
• Crouzier L, Richard EM, Diez C, Alzaeem H, Denus M, Cubedo N, Delaunay T, Glendenning E, Baxendale S, Liévens JC, Whitfield TT, Maurice T, Delprat B. Morphological, behavioral and cellular analyses revealed different phenotype in Wolfram syndrome wfs1a and wfs1b zebrafish mutant lines. Hum Mol Genet. 2022, 31, 2711-2727.
• Crouzier L, Richard EM, Diez C, Denus M, Peyrel A, Alzaeem H, Cubedo N, Delaunay T, Maurice T, Delprat B. NCS1 overexpression restored mitochondrial activity and behavioral alterations in a zebrafish model of Wolfram syndrome. Mol Therapy, 2022, 27, 295-308.
• Lasbleiz C, Peyrel A, Tarot P, Sarniguet J, Crouzier L, Cubedo N, Delprat B, Rossel M, Maurice T, Liévens JC. Sigma-1 receptor agonist PRE-084 confers protection against TAR DNA-binding protein-43 toxicity through NRF2 signalling. Redox Biol 2022, 58, 102542.
• Nasri A, Lafon PA, Mezni A, Clair P, Cubedo N, Mahmoudi E, Beyrem H, Rossel M, Perrier V. Developmental exposure to the A6-pesticide causes changes in tyrosine hydroxylase gene expression, neurochemistry, and locomotors behavior in larval zebrafish. Toxicol Mech Methods. 2022, 32, 569-579.
• Barbereau C, Cubedo N, Maurice T, Rossel M. Zebrafish models to study new pathways in tauopathies. Int J Mol Sci. 2021;22:4626.
• Bassani S, van Beelen E, Rossel M, Voisin N, Morgan A, Arribat Y, Chatron N, Chrast J, Cocca M, Delprat B, Faletra F, Giannuzzi G, Guex N, Machavoine R, Pradervand S, Smits JJ, van de Kamp JM, Ziegler A, Amati F, Marlin S, Kremer H, Locher H, Maurice T, Gasparini P, Girotto G, Reymond A. Variants in USP48 encoding ubiquitin hydrolase are associated with autosomal dominant non-syndromic hereditary hearing loss. Hum Mol Genet. 2021 Sep 15;30(19):1785-1796.
• Cahu M, Ali LMA, Sene S, Long J, Camerel F, Ciancone M, Salles F, Chopineau J, Devoisselle JM, Felix G, Cubedo N, Rossel M, Guari Y, Bettache N, Larionova J, Gary-Bobo M. A rational study of the influence of Mn2+-insertion in Prussian blue nanoparticles on their photothermal properties. J Mater Chem B. 2021 Dec 8;9(47):9670-9683.
• Crouzier L, Denus M, Richard EM, Tavernier A, Diez C, Cubedo N, Maurice T, Delprat B. Sigma-1 Receptor Is Critical for Mitochondrial Activity and Unfolded Protein Response in Larval Zebrafish. Int J Mol Sci. 2021 Oct 13;22(20):11049.

Cellules ciliées de l’oreille de larve de poisson-zèbre, marquées par la protéine fluorescente verte GFP. L’oreille est délimitée par les pointillés blancs et contient 3 groupes visibles de cellules ciliées, les cristas (encadrés blancs), dont les longs cils sont caractéristiques. Un agrandissement d’un des groupes montre la structure de ces cellules. Une atteinte de cette structure peut conduire à des défauts d’équilibre et d’audition.

Responsables scientifiques: Mireille Rossel et Benjamin Delprat

Responsable technique: Jérôme Sarniguet

Comité de pilotage : Anne-Françoise Roux, Mireille Rossel, Laurent Givalois, Tangui Maurice, Benjamin Delprat, Nadine Mestre-Frances, Jérôme Sarniguet

Le plateau ZebraSens a été créée à l’initiative de 2 laboratoires : MMDN (JM Verdier) et LGMR (AF Roux) afin d’analyser au niveau fonctionnel les déficits sensoriels et comportementaux dans les pathologies dégénératives.

Ce plateau regroupe sur le même site et à proximité du plateau d’élevage du Laboratoire MMDN « Ze-Neuro », des équipements de pointe permettant l’analyse de la vision, de l’audition et du comportement locomoteur du poisson zèbre aux stades larvaires jusque chez l’adulte, à savoir :

• 1 Visiobox®
• 1 Zebracube®
• 1 Zebrabox High Speed® (1000 FPS)
• 2 Zebrabox® (30 FPS)
• 1 Zebrabox® équipée d'une caméra haute vitesse(140 FPS)
• 1 Seahorse®

Depuis mars 2022, le plateau Zebrasens fait partie de la plateforme ZEFIX, plateforme technologique spécialisée dans les modèles aquatiques zebrafish et xénopes intégrée à l’UAR Biocampus Montpellier. ZEIX est une structure multi-sites qui regroupe 4 plateaux techniques d’élevage et d’expérimentation sur Montpellier. Son objectif est de fournir les espaces, les équipements, les expertises et les formations nécessaires pour l’hébergement et la mise en œuvre de projets en lien avec les modèles aquatiques Danio rerio (zebrafish) et Xenopus laevis (xenopes).

EQUIPEMENTS DISPONIBLES SUR LE PLATEAU:

- La Visiobox® permet d'évaluer la vision en mesurant la réponse OKR (OptoKinetic Response test). Ce test évalue l’acuité visuelle des poissons zèbre dans un environnement sans stress et de façon automatisée.

L’acuité visuelle mesurée par OKR implique le mouvement des yeux des poissons. Ce mouvement est généré par le défilement de lignes blanches et noires à intervalles réguliers et fortement contrastées. Il est possible de diminuer la taille, le contraste et la couleur des bandes pour augmenter la difficulté et évaluer avec précision l’acuité visuelle d’un poisson sauvage ou mutant. Il est possible de mesurer l’acuité visuelle de 4 poissons simultanément.

- Le ZebraCube® permet d’étudier l’activité locomotrice tridimentionnelle (XYZ) des poissons adultes. Les poissons sont vidéotraqués et il est ainsi possible de déterminer la distance parcourue, les phases d’arrêt et d’activité des poissons, la position des poissons dans les bacs. En outre, il est possible de mesurer le comportement social (« shoaling ») ainsi que la mémoire spatiale (T-maze et double H-maze) et le mémoire spatiale avec reconnaissance de pattern et stimulus externes (Y-maze).

- La Zebrabox High Speed® permet de mesurer l’acuité auditive des larves à partir de 5 dpf. Cette box dispose d’un module vibratoire ainsi que d’une caméra haute résolution (1000 images/sec). Ce système est ainsi capable de mesurer la courbure que fait la larve suite à une stimulation sonore de fréquence et d’intensité choisie. Cette courbure est caractéristique du comportement d’évitement d’un prédateur et renseigne sur l’acuité auditive du poisson.

- Les Zebrabox® sont capables de mesurer l’activité locomotrice des larves à partir de 5dpf (tracking) ainsi que leur mobilité (quantification). Le test VMR (Visual Motor Response) permet de mesurer cette activité locomotrice en réponse à des changements brusques d’intensité lumineuse, isolés ou répétés. Les larves sont vidéotraquées et il est ainsi possible de déterminer la distance parcourue, les phases d’arrêt et d’activité des larves, leur position dans le puits.

Le test ASR (Acoustic Startle Response) permet de déterminer l’acuité auditive des larves en réponse à un stimulus sonore de fréquence et d’intensité choisie.

NB: une ZEBRABOX équipée avec 1 caméra haute vitesse 140 fps permet de suivre des mouvements rapides tels que des mouvements épileptiques

A noter : La Zebrabox® et le Zebracube® peuvent être utilisés également pour suivre l’activité locomotrice du modèle drosophile.

Le Seahorse XFe24 : permet la mesure du taux de consommation d'oxygène (OCR) des larves vivantes dans un format de plaque de 24 puits. Le taux d'OCR est un indicateur clé de la respiration mitochondriale et de la glycolyse ainsi que du taux de production d'ATP.

Tarifs sur demande : jerome.sarniguet(at)inserm.fr

Remerciements : La plateforme "ZebraSens de phénotypage" a été principalement financée par l’Association SOS Rétinite France, via le concours de la Caisse d’Epargne.

Mireille Rossel, responsable scientifique

Maître de conférences, EPHE Contact : mireille.rossel(at)umontpellier.fr / mireille.rossel(at)ephe.sorbonne.fr Téléphone : 04 67 14 38 15

Benjamin Delprat, responsable scientifique

Chargé de recherche, Inserm Contact : benjamin.delprat(at)inserm.fr Téléphone : 04 67 14 36 23

Jérome Sarniguet, responsable technique

Ingénieur d'études, Inserm Contact : jérome.sarniguet(at)inserm.fr Phone : 04 67 14 38 15