• Publié par : Thierry MADIGOU
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Signal Calcique dans la Neurogenèse et les Interactions Neurone/glie

 

 

L’équipe SCANING étudie les interactions neuro-gliales dans la physiologie du système nerveux central. La communication entre les cellules gliales et neuronales et leurs précurseurs est d’une importance majeure à la fois pour le développement et le fonctionnement du système nerveux central.


Au cours le la neurogénèse, les cellules neuroepithéliales se différencient en cellules gliales et en neurones. La majorité des cellules du système nerveux central (SNC) ne sont pas des neurones mais des cellules gliales telles que la glie radiaire, les astrocytes ou les oligodendrocytes. Ces cellules sont impliquées dans de nombreux processus physiologiques incluant la migration neuronale au cours du développement, la formation de la barrière hémato-encéphalique, ainsi que la modulation de la transmission synaptique et la synchronisation de réseaux neuronaux. Un dysfonctionnement des interactions neuro-gliales pourrait être impliqué dans certaines pathologies neurologiques comme l'épilepsie.
L'essor, ces dernières années, de techniques d’imagerie cellulaire fonctionnelle a révélé la dynamique spatio-temporelle des oscillations du niveau de calcium intracellulaire (transitoires calciques) dans l’ectoderme dorsal et les précurseurs de neurones.
L'équipe SCANING a fortement contribué à la mise en place de la plate-forme PIXEL de microscopie multiphotonique du vivant (Responsable F. Tiaho) au sein du GIS EUROPIA de l’université de Rennes 1. Elle est également support du Centre de Ressources Biologiques (CRB) « Xénope » de BiogenOuest (anciennement Ouest-Génopôle®), labellisé Plate-forme Opérationnelle RIO en 2004 puis IBISA en 2008 (Responsable D. Boujard).

Transitoires calciques et différenciation

En nous appuyant sur les technologies innovantes offertes par ces deux plateformes (imagerie multiphotonique, électrophysiologie et transgenèse), nous utilisons l’embryon de xénope pour la compréhension de la modulation du développement du réseau neurone-glie par l’activité électrique.

Nous disposons de différentes lignées de xénopes transgéniques produites par le CRB exprimant la protéine fluorescente EGFP sous le contrôle de promoteurs spécifiques des cellules de la lignée neuronale (Neuro-betaTubuline ou NeuroD) ou des cellules gliales (GFAP).
Des embryons de xénope exprimant une sonde protéique fluorescente sensible au calcium, la G-CaMP (Nakai et al., 2001), sous la commande de ces mêmes promoteurs sont également en cours de production. Ces animaux seront employés pour l’imagerie fonctionnelle des transitoires calciques intracellulaires de précurseurs neuraux et gliaux pendant leur différenciation in vivo et in vitro.
 

 

Epilepsie

Dans l’épilepsie, l’activité physiologique normale est interrompue par des crises récurrentes au cours desquelles des processus de synchronisation anormaux touchent certains groupes de neurones hyperactifs. L’hippocampe est une structure cérébrale du système limbique qui est fortement impliquée dans les épilepsies du lobe temporal. Nous utilisons comme modèle d’ictogenèse des tranches aigües d’hippocampe de rat dont l’architecture et le fonctionnement des réseaux neuronaux sont parfaitement caractérisés.

Les neurones pyramidaux et les astrocytes de la région CA1 de l’hippocampe sont enregistrés en utilisant la méthode du patch-clamp, pendant une activité épileptiforme induite par le blocage de canaux potassiques transitoires (IKA).

La 4-aminopyridine génère une hyperactivité hypersynchrone des neurones pyramidaux de l’hippocampe, caractérisée par l’apparition de fortes dépolarisations récurrentes appelées PDS (Paroxismal Depolarization Shift).
Une collaboration étroite avec une équipe de recherche étudiant la modélisation des réseaux  neuronaux humains (S. Demont et F.Wendling, INSERM U642 Equipe EPIC) a pour but d’avancer dans la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la genèse des PDS et de leurs corrélats extracellulaires : les « pointes » épileptiques humaines.
Le couplage entre imagerie multiphotonique (sur la plateforme PIXEL), l’électrophysiologie et la pharmacologie nous permet d‘étudier le rôle des astrocytes dans la genèse des crises épileptiformes. Une collaboration avec le Brain Research Institute à Zurich (Department of Neurophysiology, G. Coiret et U.Gerber) est établie afin de comparer les résultats obtenus sur tranches organotypiques et sur tranches aigües.