– glial nAChRs

Les astrocytes, principales cellules gliales du cerveau, expriment un grand nombre de récepteurs pour des neurotransmetteurs qui leurs permettent de répondre à l'activité neuronale, souvent par des augmentations de la concentration de Ca2+ intracellulaire. En retour, les astrocytes activés libèrent des transmetteurs vers les neurones, modulant ainsi la transmission synaptique et l'activité neuronale. Cependant, malgré une forte augmentation de publications dans le domaine des interactions neurone-glie ces dernières années, le rôle spécifique de plusieurs récepteurs exprimés par les astrocytes est encore inconnu. De plus, les données sur les implications des interactions neurone-glie dans des conditions pathologiques sont encore éparses. Parmi les récepteurs exprimés par les astrocytes, les récepteurs nicotiniques activés par l'acétylcholine (nAChRs), en particulier ceux très perméables au Ca2+, pourraient jouer un rôle important dans la communication bidirectionnelle entre les astrocytes et les neurones. Ces récepteurs pourraient aussi être impliqués dans les effets centraux de la nicotine dans le cerveau ou dans les dysfonctionnements présents chez les patients avec des déficits du système nicotinique. Le principal objectif de ma recherche actuelle est d'évaluer le rôle des nAChRs exprimés par les astrocytes dans les interactions neurone-glie et dans les implications de ces récepteurs dans les effets centraux de la nicotine. Mon équipe étudiera comment l'activité des nAChRs gliaux influence l'activité neuronale sur des tranches aigües d'hippocampe de souris sauvages et de souris ayant un gène invalidé pour une ou deux sous-unités nicotiniques. Bien que l'existence des récepteurs nicotiniques dans les astrocytes soit controversée, nos travaux actuels indiquent que les astrocytes enregistrés dans des tranches d'hippocampe expriment des récepteurs nicotiniques fonctionnels. Des expériences de RT-PCR sur cellule unique et de patch-clamp sont effectuées pour caractériser la composition en sous-unités et les propriétés fonctionnelles des nAChRs natifs des astrocytes. Nos résultats préliminaires nous ont déjà permis de mettre en évidence des courants médiés par l'activation de ces récepteurs ainsi que l'expression de sous-unités nicotiniques dans la glie. Dans un deuxième temps, nous allons évaluer comment l'activation des nAChRs gliaux influence l'activité neuronale. Nous allons d'abord établir la localisation sub-cellulaire des récepteurs nicotiniques dans les astrocytes. En effet, il n'est pas connu si ces récepteurs se trouvent au niveau du soma ou au niveau des nombreux prolongements astrocytaires qui entourent les synapses. Pour cela, l'activation rapide et locale de ces récepteurs sera obtenue grâce à un système de photolyse du carbachol (uncaging) et les réponses seront mesurées en utilisant l'imagerie calcique et des enregistrements en patch-clamp. Ensuite, le système de photolyse sera utilisé pour activer localement et donc sélectivement un astrocyte pendant l'enregistrement simultané d'un neurone avec une pipette de patch. Ceci nous permettra d'étudier la modulation de l'activité neuronale induite par l'activation des nAChRs des astrocytes. Dans un troisième temps, nous allons établir s'il existe un effet synergique de la nicotine et des inhibiteurs des monoamine oxidase de type B (MAO-B) –des molécules psychoactive importantes présentes dans le tabac– dans les interactions neurone-glie médiées par des nAChRs. Les inhibiteurs de MAO-B bloquent l'enzyme gliale en charge de la dégradation des neurotransmetteurs comme la dopamine. Une réduction de l'activité de MAO-B pourrait augmenter les niveaux de ces neurotransmetteurs dans le cerveau et contribuer ainsi aux effets centraux de la nicotine. Nous effectuerons des administrations in vivo de nicotine et/ou des inhibiteurs de MAO-B et nous analyserons sur tranches la composition en sous-unités des nAChRs, les réponses calciques des astrocytes et la modulation de l'activité neuronale médiée par ces récepteurs dans les souris traitées. Nos résultats devraient nous permettre de clarifier le rôle des interactions neurone-glie médiées par les nAChRs gliaux dans le fonctionnement du système cholinergique. L'identification de sous-types de nAChRs exprimés par les astrocytes qui influence l'activité neuronale ainsi que la description d'un effet synergique entre la nicotine et les inhibiteurs de MAO-B au niveau cellulaire pourrait être utile pour comprendre l'implication des interactions neurone-glie dans les effets centraux de la nicotine. Cela constituerait une avancée dans la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques favorisant le sevrage du tabac. Dans le future, nos résultats pourraient aussi nous mener à tester l'effet de l'activité des nAChRs gliaux dans des modèles animaux pour la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie et/ou la schizophrénie.