Contrôle de la perfusion corticale par les interneurones NPY, VIP et NO – Neurovasc

Depuis plus d'un siècle nous savons que l'activité cérébrale locale s'accompagne d'une augmentation de la consommation d'oxygène et d'une augmentation du flux sanguin cérébral. Cette augmentation de la perfusion locale est connue sous le vocable anglais de « functional hyperhemia ». Cette modification des paramètres locaux de perfusion cérébrale est à la base de toute l'imagerie cérébrale par résonance magnétique (fMRI, functional Magentic Resonance Imaging selon la terminologie anglaise). Cette méthode d'imagerie a comme fondement les changements hémodynamiques au sein du système nerveux central. Dans plusieurs neuro-pathologies, maladie d'Alzheimer, migraine et accidents vasculaires cérébraux, la perfusion cérébrovasculaire est affectée. Malgré l'importance du bon fonctionnement de la perfusion cérébrale, les mécanismes cellulaires et moléculaires en charge de sa régulation sont encore très mal connus.
Nous centrons notre projet de recherche sur l'unité neurovasculaire qui comportent les neurones projetant sur les vaisseaux avec toutes les cellules gliales et péricytaires qui entourent les vaisseaux. Ce projet fait suite à nos études qui ont montré que la stimulation d'un seul interneurone néocortical était susceptible d'engendrer des réponses vasomotrices dans des tranches de cerveau.
Pour ce projet de recherche nous étudierons particulièrement le système sensoriel de la moustache de la souris plus connu sous le vocable anglais de « whisker-to-barrel » du cortex somato-sensoriel . Ce système va être étudié in vivo et ex vivo. Les sensations mécaniques transmises depuis la moustache jusqu'au cortex passent par de nombreux relais dont le dernier est un voie thalamo-corticale.
Pour les études ex vivo, des tranches thalamocorticales seront utilisées. Le but sera de garder des relais entre les noyaux thalamiques et les neurones corticaux projetant sur les vaisseaux. Nous espérons pouvoir visualiser des mouvements au niveau des muscles lisses des vaisseaux corticaux avec cette préparation ou tout au moins l'activation d'interneurones et/ou la modification du calcium intracellulaire des interneurones ou des muscles lisses des vaisseaux. Pour les études in vivo, l'effet de la stimulation d'une vibrisse sur les vaisseaux corticaux sera enregistrée. La circulation cérébrale sera suivie par un nouveau microscope multiphotonique rapide 2D (20 images par seconde) après remplissage des vaisseaux par le polymère dextranTexas red. L'activité calcique ou électrique des interneurones et principalement de ceux exprimant le peptide NPY sera enregistrée en utilisant des indicateurs flurescents et des animaux transgéniques exprimant la GFP dans ces neurones. Nous faisons l'hypothèse que les neurones NPY sont responsables de la vasoconstriction des muscles lisses des vaisseaux sur des zones particulières que nous avons nommées « reactive zone ».
Ce travail devrait renforcer l'hypothèse que les interneurones corticaux ont un rôle fondamental dans le fonctionnement cérébral. Par un aller-retour entre les études in vivo et ex vivo, le rôle des interneurones et particulièrement des interneurones NPY dans le contrôle de la perfusion cérébrale pourrait être démontré. Plus particulièrement nous espérons montrer in vivo l'existence de zones réactives vasculaires qui pourraient en se contractant modifier profondément la circulation locale. Le blocage pharmacologique des interneurones NPY pourrait avoir une application thérapeutique. Toutes ces études seront faites dans un environnement particulièrement riche au point de vue technologique. Des nouvelles techniques d'imagerie développées très récemment 3D (LOT) et le montage d'un imageur 2D multiphotonique ultra-rapide vont pouvoir être utilisées. Des animaux transgéniques exprimant des rapporteurs calciques restreints aux muscles lisses des parois des vaisseaux seront aussi utilisés.