Caractérisation du rôle physiologique des neurones bulbospinaux au contact du LCR dans le cerveau de mammifères. – MotAct-CSF

Le présent projet vise à élucider la physiologie, les propriétés moléculaire et cellulaire des neurones au contact du Liquide Cérébrospinal (Nc-LCR) dans le système nerveux central (SNC) de mammifères. Les Nc-LCR constituent une population neuronale unique, conservée des vertébrés inférieurs aux primates, situées le long du canal central (CC) à tous les niveaux de l’axe bulbospinal et expriment de manière sélective le canal Polycystin Kidney Disease 2-Like 1 (PKD2L1). Ces neurones sont polarisés avec une dendrite qui projette vers le CC et se termine par une large protrusion baignant dans le LCR. A l’opposé leur axone semble s’étendre dans le parenchyme le long de l’axe longitudinal de la partie ventral de la moelle épinière. Les Nc-LCR possèdent une position stratégique pour ‘surveiller’ la composition du LCR et/ou détecter des déformations mécaniques de la moelle épinière. C’est pourquoi il leur a été prêté des fonctions de neurones sensoriels intégrant les informations sur l’état physiologique ou postural de l’organisme.

Dans nos études récentes, nous avons réalisé parmi les premières caractérisations de la physiologie et de l’anatomie des Nc-LCR bulbaires et nous avons démontré l’expression sélective de récepteurs ionotropiques fonctionnels et une activité spontanée du canal PKD2L1 capable de moduler l’excitabilité des Nc-LCR. Nous avons également décrit que les Nc-LCR possèdent une position autour de CC différente en fonction de la région de l’axe bulbospinal considéré. Ce résultat suggère que le long de l’axe rostro-caudal du CC, les Nc-LCR possèderaient des propriétés physiologiques, une connectivité et une fonction différentes. Néanmoins, à ce jour, le rôle de Nc-LCR dans le SNC reste inconnu.
En combinant l’enregistrement électrophysiologique, l’imagerie calcium et des techniques de biologie moléculaire et de traçage viral, nous proposons de déterminer, pour la première fois chez les mammifères, le profil moléculaire, les propriétés cellulaires et de connectivité des Nc-LCR aux différents étages de l’axe bulbospinal selon les axes de recherche suivants :

AXE 1 : Physiologie et intégration synaptique de Nc-LCR
A. Propriétés électrophysiologiques et homéostasie calcium des Nc-LCR
B. Transcriptomique région-spécifique sur les Nc-LCR isolés
C. Identification des entrées/sorties synaptiques des Nc-LCR et de leur modulation
AXE 2 : Caractérisation de la connectivité des Nc-LCR
A. Identification des voies de projections des Nc-LCR et de leurs contacts présynaptiques
B. Cartographie du réseau neuronal des Nc-LCR
C. Identification des partenaires pré- et postsynaptiques des Nc-LCR

L’étude que nous proposons permettra d’augmenter notre connaissance actuelle sur la biologie des Nc-LCR en caractérisant leurs propriétés moléculaires, physiologiques et de connectivité à différents niveaux de l’axe bulbospinal. Ces nouvelles données représenteront une étape cruciale pour déterminer la fonction des Nc-LCR dans le SNC des mammifères.