Déséquilibre inhibition/excitation dans les réseaux de la moelle épinière – ImNet

La plasticité des réseaux repose sur les interactions entre propriétés synaptiques et intrinsèques des neurones, parmi lesquelles les inhibitions jouent un rôle central. Outre leur fonction inhibitrice, les récepteurs ionotropiques et métabotropiques inhibiteurs modifient les fonctions d'intégration des neurones en modulant leurs propriétés intrinsèques. Dans les réseaux, les inhibitions sont généralement équilibrées de façon dynamique par des excitations. Une désinhibition perturbe cet équilibre et contribue à l'hyperexcitabilité neuronale qui sous-tend certains désordres neurologiques. Notre projet précisera le rôle de l'inhibition dans les réseaux de la moelle épinière. Nous étudierons les inhibitions ionotropiques et métabotropiques dans le réseau locomoteur de Salamandre et dans le réseau de la corne dorsale de rat. Enfin, une approche de modélisation analysera comment les interactions entre inhibitions et propriétés intrinsèques peuvent modifier le transfert d'information.//Notre projet concerne les conséquences fonctionnelles du déséquilibre entre inhibitions et excitations sur la plasticité de réseaux neuronaux. Nous considérerons d'abord le contrôle de la fonction de transfert des motoneurones spinaux pendant la locomotion, et sa plasticité post-lésionnelle. Nous aborderons cette question par les techniques du dynamique clamp et de l'analyse des systèmes, sur une préparation in vitro de moelle épinière de Salamandre chez l'animal intact et après lésion de la moelle et récupération. Nous caractériserons les variations rythmiques de conductance inhibitrice vs excitatrice des motoneurones pendant le cycle locomoteur, leurs interactions avec les propriétés intrinsèques, et leur impact sur la fonction de transfert des motoneurones.
Nous envisagerons la perte de l'inhibition GABAB en conditions neuropathiques. Nous suggérons que 14-3-3z, une protéine chaperonne surexprimée chez des rats neuropathiques, inhibe la dimérisation du récepteur GABAB et la signalisation associée. Nous étudierons comment l'expression de 14-3-3z est régulée par des microRNA. La distribution de 14-3-3z et des sous-unités GABAB sera analysée en microscopie électronique. L'association entre 14-3-3 et les sous-unités GABAB, ainsi que la dimérisation du récepteur, seront évaluées par biochimie et imagerie, dans des cultures surexprimant 14-3-3z. Les conséquences sur la signalisation GABAB seront étudiées par liaison du GTPgS et enregistrements en patch-clamp. Nous bloquerons in vivo les interactions 14-3-3z/GABAB par injection intrathécale de siRNA anti-14-3-3z ou de peptides de compétition synthétiques, et nous mesurerons les modifications de l'allodynie mécanique.
Par une approche théorique, nous reconstruirons un modèle de neurone unique afin d'étudier le rôle des cibles GABAB dans la fonction de transfert. Des études de corrélations et de synchronisation des décharges seront réalisées sur un modèle de neurones simples mais connectés en grand nombre.//Notre projet clarifiera l'impact des fluctuations d'inhibitions sur les propriétés intégratives et la plasticité des réseaux neuronaux. Nous éclairerons le rôle des variations cycliques d'inputs inhibiteurs vs excitateurs dans le contrôle des fonctions de transfert des motoneurones au cours d'un comportement rythmique, et la participation de ce contrôle synaptique complexe aux processus homéostasiques impliqués dans la recupération locomotrice après lésion spinale. Nos resultats préciseront les mécanismes de perte de l'inhibition GABAB en conditions neuropathiques en montrant la dissociation du dimère B1/B2. Il s'agira du premier exemple d'une régulation in vivo de la dimérisation d'un récepteur métabotropique au cours de processus pathologiques, décrivant ainsi un nouveau mécanisme de désensibilisation d'un récepteur. Nous comprendrons comment les inhibitions ionotropiques et métabotropiques interagissent pour conditionner les capacités de filtrage d'un neurone, ou d'une population.