– Neuroenergetics

Connaissant les restrictions énergétiques qui affectent le fonctionnement cérébral, comment les réseaux neuronaux sollicités pour le stockage de l'information dans des aires spécifiques puisent l'énergie nécessaire à leur fonctionnement ? Cette question cruciale a connu un regain d'intérêt avec l'essor des techniques d'imagerie neurofonctionnelle, TEP et IRMf en particulier, qui utilisent des signaux métaboliques comme le glucose radiomarqué ou la variation locale du débit sanguin. Au niveau cellulaire, les échanges neuro-astrocytaires assurent la régulation des flux énergétiques. Nous avons précédemment montré le rôle de ces échanges, et particulièrement de l'activité de capture de glutamate par les astrocytes, pour l'induction des signaux fonctionnels d'imagerie in vivo. Nous avions procédé à cette étude dans le système olfactif en réponse à un stimulus physiologique de courte durée. Nous sommes maintenant intéressés par l'étude du rôle des échanges neuro-astrocytaires dans la plasticité synaptique à long terme. Notre hypothèse de travail actuel est la suivante : l?induction d?un modèle de plasticité comme la potentialisation à long terme (LTP) requiert une activation concomitante d?un nombre important de synapses glutamatergiques, ce qui suggère que les mécanismes neuronaux responsables de ce renforcement synaptique sont à la fois soutenus et contrôlés par un afflux énergétique important. Dans une première phase, pour déterminer le rôle de soutien énergétique, nous enregistrerons les variations in vivo des molécules énergétiques (glucose et lactate) et ceux du débit sanguin pendant la LTP dans l?hippocampe de souris normales. Dans une deuxième phase, à l?aide de souris injectées de lentivirus ciblant les transporteurs astrocytaires du glutamate et les transporteurs neuronaux du lactate, nous testerons l?existence d?un rôle permissif des échanges neuro-astrocytaires sur la plasticité synaptique. La stratégie lentivirale nous permettra d?inhiber ou d?augmenter l?expression de ces protéines clefs du dialogue énergétique entre neurones et astrocytes. Cette régulation bidirectionnelle nous donnera la possibilité unique de montrer chez l?animal adulte si la variation des cycles glutamate/glucose/lactate impose l?amplitude et la durée de la LTP. Enfin, nous analyserons après crible des mRNA, et hybridation in situ sur coupes, le profil génique des mRNA des transporteurs de glutamate, de glucose et de lactate, mais aussi d'enzymes métaboliques essentielles comme le lactate désyhydrogénase et la glutamine synthetase. Nous présenterons dans ce dossier les données préliminaires des enregistrements combinés de l?activité neuronale et des activités métaboliques in vivo et des résultats sur les lentivirus ciblant les transporteurs.