Le cil primaire, orchestrateur de la morphogenèse cérébrale

Abstract

Dès le début des années 1960, des cils primaires, dits vestigiaux, ont été décrits dans le cerveau des mammifères. Plus récemment, des atteintes cérébrales ont été mises en évidence dans nombre de ciliopathies. Aujourd’hui, la fonction des cils primaires dans le cerveau adulte reste encore un mystère ; en revanche, leur rôle au cours du développement embryonnaire a été caractérisé et s’est révélé essentiel. Depuis la neurulation et jusqu’à la naissance, quasiment toutes les cellules du cerveau en développement arborent un cil primaire, les progéniteurs en phase de prolifération comme les interneurones en cours de migration, ou encore les neurones et cellules gliales différenciés. Ce petit organite à l’interface entre la cellule et son environnement semble être impliqué dans les différentes étapes de la morphogenèse cérébrale, en particulier via son rôle dans la voie de signalisation Hedgehog (Hh).

The role of primary cilia in adult neurons remains elusive, however their developmental functions during brain morphogenesis have been recently highlighted thanks to mouse models. Unmistakably, they are needed for Hedgehog (Hh)-dependent patterning in the forebrain. Not only for Hh reception itself, but most importantly for a downstream event in the Hh transduction pathway, independent of Hh ligand: the Gli3 processing. Indeed, phenotypes due to cilia disruption in the developing brain, such as early patterning, olfactory bulb or corpus callosum formation, can be rescued by reintroducing Gli3-R (the short truncated form of Gli3 working as a transcriptional repressor of Hh target gene). In addition, primary cilia control the proliferation rate in different neural progenitors in the cortex, the hippocampus and the cerebellum; they are required for proper migration of interneurons. And cilia dysfunction is correlated with hydrocephaly, synaptogenesis defects and aberrant axonal tract projections. Most of these neurodevelopmental defects can be related to the various neurological features frequently observed across the ciliopathy spectrum. And thus, understanding the underlying mechanisms of these diverse functions of primary cilia in the brain is a new fundamental challenge.