Etude de la régulation, du mode d'action et du rôle de hevin dans le fonctionnement du cerveau normal et pathologique: focus sur les troubles de l'addiction – hevinsynapse

Mon projet de recherche est axé sur le rôle de hevin, une protéine matricellulaire, dans la variabilité individuelle face à la cocaine. Cette famille de protéines interagit avec les éléments de la matrice extracellulaire et les cellules. Elles régulent la transmission synaptique et l’architecture des neurones. Récemment, deux membres de cette famille, SPARC et hevin ont été impliqués dans la dépression, la réponse aux antidépresseurs et la résilience au stress. J’ai montré que hevin est induit après un stress chronique social dans le noyau accumbens, centre de la récompense, uniquement chez les souris résilientes. J’ai également montré que sa surexpression chez les souris susceptibles était suffisante pour augmenter le temps d’interaction, indiquant que hevin était requis pour la résilience à la défaite sociale. Ces observations, ainsi que d’autres données acquises sur le rôle de hevin dans la synaptogénèse et sa présence au niveau des synapses excitatrices, suggèrent que cette protéine matricellulaire est impliquée dans la plasticité synaptique sous-tendant les émotions positives et la motivation. Mon objectif est désormais de comprendre le rôle de hevin dans l’addiction. Les comportements addictifs sont liés à la motivation au stress et à l’humeur. Compte-tenu du rôle du noyau accumbens dans la récompense aux drogues, mon principal objectif est de définir le rôle de cette protéine matricellulaire dans la réponse à la cocaine, au niveau cellulaire et fonctionnel. J’entreprends d’utiliser mon expertise en analyse comportementale, en neuroanatomie, pharmacologie, biologie moléculaire et transfert de gène assuré par les virus, pour comprendre comment cette protéine est induite après administration de cocaine, comment elle affecte la réponse aux drogues et comment elle régule la plasticité structurelle et synaptique.
Dans un premier temps nous étudierons les mécanismes menant à l’activation de hevin. Pour cela, nous utiliserons des approches de culture cellulaire pour décortiquer les mécanismes régulant hevin. Afin de distinguer des effets pré- et post-synaptique sur la régulation de hevin, nous ferons des co-cultures dans des chambres séparées mais connectées, permettant de reconstruire in vitro des réseaux neuronaux. Dans un second temps, je déterminerai le phénotype d’expression de hevin dans le noyau accumbens par hybridation in situ fluorescente en basal et après traitement à la cocaine. En fonction du type cellulaire de l’induction de hevin, j’utiliserai des virus conditionnels contenant soit le gène hevin, soit des shRNA, précédés de la cassette flox-STOP, me permettant de surexprimer ou de diminuer hevin dans des types cellulaires spécifiques par chirurgie stéréotaxique dans le noyau accumbens de souris transgénique exprimant la Cre-recombinase. Ces virus ont été préparés et validés in vivo. Après manipulation sélective de hevin, je testerai la sensibilité des souris à la cocaine. J’étudierais également l’impact de hevin sur la plasticité structurelle dans le contexte de l’addiction. Afin de comprendre les effets de hevin dans la réponse aux drogues, il est essentiel d’identifier les ligands endogènes de hevin. Pour cela, j’utiliserai des approches complémentaires (double-hybride, co-immunoprecipitation et analyse protéomique) à la fois in vitro et in vivo qui permettront d’identifier la ou les cibles de hevin. Cet aspect essentiel de ce projet permettra le développement de traitements pharmacologiques pour les désordres de l’humeur.
Les protéines matricellulaires représentent un nouveau courant de recherche qui peut amener à comprendre comment les individus s’adaptent aux drogues. Cette recherche est particulièrement novatrice et prometteuse. On est fondé à en attendre des bénéfices pour une meilleure compréhension et les traitements des désordres psychiatriques tels que l’addiction, mais également permettre une connaissance renouvelée de la plasticité et par la même des bases de l’apprentissage et de la mémoire.