Les interactions de capside impliqués dans l'assemblage de VIH et dans la restriction rétrovirale par l'hôte – NANO-SYN-ADAPT

Les synapses sont des structures complexes et dynamiques qui jouent un rôle clé dans le fonctionnement du système nerveux et son adapatabilité. Elles sont en outre impliquées dans de nombreuses maladies neurologiques. La plasticité structurale des connections synaptiques est un mécanisme fondamental de leurs capacités d´adaptation. Il demeure cependant extrêmement délicat d'étudier cette adaptabilité en raison, notamment, de leur regroupement en amas compacts dans le cerveau, et de la taille très réduite de ces synapses, à la limite du pouvoir de résolution de la microscopie optique. L´absence d´une caractérisation précise limite notre compréhension du mécanisme de la dynamique et de la plasticité de ces synapses. Leur taille et leur morphologie semblent jouer un rôle majeur dans leurs fonctions normales et pathologiques et la description directe de leurs dimensions, au sein d´un réseau de neurones vivants, reste un enjeu essentiel de leur étude. Nous exploiterons une nouvelle technique de microscopie de fluorescence, la microscopie STED, en association avec la microscopie électronique (ME), pour préciser notre compréhension des fonctions synaptiques en conditions normales et pathologiques. La ME offre une résolution optimale pour la visualisation et l´étude des complexes macromoléculaires à l´échelle nanométrique. Elle reste donc un outil essentiel pour l´analyse ultrastructurale des processus biologiques. L´imagerie STED permet de combler l´écart de résolution entre la ME et la microscopie photonique conventionnelle. La microscopie STED permet de briser la barrière de diffraction. L´approche STED offre ainsi l´opportunité d´étudier les processus biologiques sur cellules vivantes à une échelle entièrement nouvelle. Sa mise en jeu bénéficiera en outre de son association avec la cryo-ME qui améliore la préservation ultrastructurale des tissus. En appliquant ces techniques innovantes, nous apporterons des informations nouvelles sur la dynamique et la plasticité structurale des synapses dans deux régions et deux types de désordres neurologiques: l´hippocampe et l´épilepsie, la moelle épinière et les douleurs chroniques. La microscopie STED permettra d´étudier les synapses vivantes à l´échelle nanométrique, tandis que la ME décrira l´ultrastructure fine des synapses imagées en STED. Des reconstructions tri-dimensionnelles, en microscopie photonique et électronique, préciseront encore plus avant les interrelations entre les différentes structures synaptiques. Cette nouvelle combinaison de méthodes ultrarésolutives conduira à une vision nouvelle des bases structurales des fonctions synaptiques et de leurs anomalies. De plus, nos approches de microscopies corrélatives représentent une avancée technologique majeure qui ouvrira la voie à de nouvelles approches expérimentales combinant l´analyse de structures vivantes et l´étude de leur organisation morphologique au niveau macromoléculaire. D´une manière générale, nos résultats modifieront notre compréhension fondamentale du fonctionnement des synapses, et de leur plasticité en conditions normales et pathologiques. Cette approche ouvrira de nouveaux champs pour les études moléculaires et physiologiques à des échelles inexplorées jusqu´à présent. La caractérisation de synapses vivantes à l´échelle nanoscopique nous permettra de mesurer leur forme et la taille réelles et d´envisager leur caractère stable ou dynamique. Nous ferons état des observations directes de changements dépendants de l´activité qui affectent tant les compartiments pré- que post-synaptiques et qui n´ont pu qu´échapper aux précédentes analyses microscopiques. Enfin, nos expériences généreront des données nouvelles susceptibles d´éclairer l´étiologie de deux désordres neurologiques majeurs (l´épilepsie du lobe temporal et les douleurs chroniques) en décrivant les altérations de la morphologie synaptique à différentes échelle d´observation.