Etude des mécanismes et des conséquences de la persistance du Bornavirus sur le fonctionnement neuronal – BORNA-NEURO

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
Le Bornavirus (BDV) est un modèle de choix pour étudier l'impact des virus sur le fonctionnement neuronal. Ce virus à ARN persiste dans le cerveau d'un large spectre d'espèces animales et provoque des troubles neurologiques et comportementaux variés, présentant des similitudes avec des maladies humaines comme la schizophrénie ou la dépression. Il est en outre démontré que le BDV infecte l'homme, bien que les conséquences cliniques de cette infection ne soient pas clairement déterminées. Récemment, nous avons démontré que la persistance non-cytolytique du BDV dans les neurones bloque leur réponse à différents protocoles de stimulation et interfère avec des voies de signalisation importantes pour la régulation du fonctionnement neuronal. Sur la base de ces résultats, nous proposons ici une approche combinant virologie moléculaire et neurobiologie afin d'analyser finement les mécanismes du blocage de ces voies de signalisation ainsi que ses conséquences sur l'activité synaptique.
RESUME PROJET – Description
Nous avons récemment observé que la persistance virale dans des cultures primaires de neurones bloquait la potentialisation du fonctionnement synaptique, sous-tendant un défaut d'apprentissage des neurones infectés. Ce phénomène est lié à une inhibition de la phosphorylation de substrats neuronaux de la protéine kinase C (PKC) jouant un rôle régulateur important du fonctionnement neuronal. Nos résultats suggèrent aussi que le déterminant viral impliqué est la phosphoprotéine, qui représente un exemple unique de protéine virale interférant avec le fonctionnement synaptique. L'objectif est ici de préciser les mécanismes moléculaires associés aux dysfonctionnements neuronaux provoqués par le BDV, à l'aide d'une approche combinant virologie moléculaire et neurobiologie. L'implication de la phosphoprotéine du BDV sera testée en utilisant des vecteurs d'expression de cette protéine mutée sur les sites de phosphorylation par la PKC, ainsi que des virus recombinants mutés produits récemment par notre collaborateur, M. Schwemmle, à Freiburg. En outre, une étude à large échelle faisant appel à des techniques nouvelles de protéomique nous permettront de mieux cerner l'impact du BDV sur le protéome neuronal. Pour analyser finement les conséquences de l'infection sur le fonctionnement neuronal, nous tirerons parti des compétences en Neurobiologie de l'équipe 2 et utiliserons des techniques originales d'imagerie cellulaire et d'électrophysiologie sur réseaux de neurones. Nous étudierons l'effet de l'infection (ou de la transfection des vecteurs d'expression de la phosphoprotéine) sur l'activation de senseurs fluorescents de l'activité synaptique (Super-ecliptic synaptoPhluorin, fourni par G. Miesenbock, New York). Par ailleurs, nous analyserons l'impact de l'infection sur l'activité de neurones corticaux cultivés sur microélectrodes, un moyen puissant et non invasif d'étudier les changements d'activité synaptique à long terme de réseaux de neurones.
RESUME PROJET – Resultats attendus
Nos résultats devraient permettre d'appréhender les mécanismes par lesquels un virus peut provoquer des troubles du fonctionnement neuronal et du comportement. Selon notre hypothèse de départ, les virus recombinants comportant des mutations dans la phosphoprotéine ne devraient plus interférer avec la neuroplasticité. L'analyse du protéome neuronal devrait en outre permettre d'identifier d'autres cibles du virus et de formuler de nouvelles hypothèses physiopathologiques, généralisables à d'autres systèmes. Nous espérons ainsi obtenir des informations nouvelles et pertinentes sur les mécanismes de l'interférence du BDV avec le fonctionnement neuronal, en particulier dans la signalisation médiée par la PKC dans le cerveau et sur ses effets sur l'activité de réseaux de neurones. Dans ce contexte, il faut rappeler que des travaux récents ont montré des changements dans la signalisation médiée par la PKC dans le c