Astroglial control of hippocampal neuronal networks

Étude du contrôle des activités neuronales de réseaux par les astrocytes Les astrocytes régulent l'activité neuronale à travers le contrôle de la libération de neurotransmetteurs, la régulation de la concentration extracellulaire d'ions et de l'activation des récepteurs et canaux neuronaux. Les astrocytes détectent l'activité neuronale à travers l'activation des nombreux récepteurs, canaux et transporteurs qu'ils expriment, qui se traduit par une signalisation calcique intracellulaire complexe. La communication intercellulaire astrocytaire médiée par les jonctions communicantes permet le contrôle simultané de populations de neurones, favorisant la synchronisation. Si la modulation des fonctions synaptiques est connue, la manière dont les astrocytes régulent les réseaux neuronaux est peu documentées. De plus, les mécanismes permettant l'augmentation de la concentration calcique menant à la libération de molécules neuroactives sont toujours débattus. La libération de gliotransmetteurs peut être médiée par les canaux formés par les connexines (Cx) et les pannexines (Px). Il a été montré que les Cxs modulent la transmission synaptique et la coordination neuronale; durant ma thèse, j'ai participé à une étude montrant que réciproquement, les niveaux de la protéine Cx30 et leur localisation périsynaptique sont contrôlés par l'activité neuronale, et que l'activation des canaux Cx30 est déclenchée par l'activité neuronale. D'autre part, notre connaissance des fonctions des Pxs dans le système nerveux central est encore vague. Dans le cadre d'une étude à laquelle j'ai participé, nous avons identifié Px1 comme étant un protagoniste majeur des troubles épileptiques. En utilisant des tissus cérébraux provenant de patients ayant subi une intervention chirurgicale, nous avons montré la participation de Px1 à l'induction et la maintenance des évènements ictaux en libérant de l'ATP, qui se lie ensuite aux récepteurs P2. Nous avons ensuite révélé que les inhibiteurs de Px1 méfloquine et probénecide ont un effet protecteur contre les crises épileptiques. Les Px1 ont été principalement étudiées indépendamment du type cellulaire dans lequel elles sont exprimées, nous avons donc examiné l'expression and l'activation de Px1, ainsi que ses fonctions dans le contrôle de l'activité neuronale in situ. J'ai démontré que l'expression de Px1 est régulée au cours du développement et que son activation est modulée par l'activité neuronale. De manière surprenante, et en contraste avec l'effet global de l'activation des canaux Px1 dans tous les types cellulaires, l'activation spécifique des canaux Px1 astrogliaux inhibent les réseaux neuronaux hippocampiques à travers un mécanisme peu conventionnel contrôlant l'activation des canaux HCN. La modulation de l'activité neuronale induite par la gliotransmission se produirait suite à une augmentation de la concentration intracellulaire de Ca2+, qui a été pendant longtemps attribuée à l'activation des récepteurs IP3R2 du réticulum endoplasmique. Des études contradictoires concernant les effets de la délétion de IP3R2 sur l'activité calcique et les fonctions neuronales ont remis en question l'impact physiologique de l'activité calcique astrocytaire sur la physiologie cérébrale. En chélatant le Ca2+ astroglial, j'ai démontré que les activités de type sharp wave-ripples (SPW-R) - une synchronisation neuronale physiologique qui se produit dans l'hippocampe pendant le sommeil lent - dépend du Ca2+ astrocytaire, confirmant sa pertinence physiologique. J"ai aussi mis en évidence l'expression de IP3R1 and IP3R2 dans les astrocytes, et sa régulation au cours du développement. L'ablation de IP3R2 altère l'activité SPW-R, suggérant une régulation de l'activité neuronale de réseau par les IP3Rs. Enfin, afin d'examiner la contribution de IP3R1 et IP3R2 au cours du développement et dans différents régimes d'activité, j'ai développé des outils moléculaires pour supprimer l'expression de IP3R1 et IP3R2 spécifiquement dans les astrocytes, ce qui permettra d'étudier les propriétés fonctionnelles des IP3Rs.