Décryptage de la signalisation purinergique dans l'épilepsie par des bio senseurs – DIAPASON

L’ATP extracellulaire une molécule de signalisation paracrine ubiquitaire qui agit par le biais de récepteurs membranaires spécifiques. C’est également un signal de danger impliqué dans la réponse inflammatoire stérile. Dans le cerveau l’ATP est le principal glio-transmetteur et en conditions pathologiques la signalisation purinergique est associée à de nombreuses pathologies telles que l’épilepsie, les douleurs chroniques ou la maladie d’Alzheimer. Dans un model murin d’épilepsie du lobe temporal, nous avons identifié un mécanisme dans lequel l’ATP en agissant sur les astrocytes induit une libération de glutamate et entraine ainsi une hyperexcitabilité locale. Les acteurs moléculaires impliqués dans la libération de l’ATP, son origine cellulaire et les conséquences de cette libération sur l’épileptogenèse sont encore largement ignorés, principalement à cause de l’absence d’outils permettant de mesurer avec suffisamment de sensibilité la dynamique de d’ATP extracellulaire.
Le projet DIAPASON propose d’utiliser une combinaison de nouveaux bio-senseurs de l’ATP, de souris génétiquement modifiées et d’approches de microscopie in vivo pour disséquer les mécanismes sous-jacents aux relations entre ATP, astrocytes, inflammation et hyper excitabilité, dans un modèle murin d’épilepsie du lobe temporal. Ce projet s’organise autour de trois tâches principales :
1- Analyse ex vivo de la signalisation purinergique dans les astrocytes. Il s’agira d’une part de déterminer la dynamique spatiale de l’ATP en réponse à une hyperactivité neuronale et à une activation inflammatoire des astrocytes, et d’autre part d’identifier les acteurs moléculaires et cellulaires impliqués dans la libération d’ATP.
2- Analyse in vivo de la dynamique spatiale de l’ATP pendant l’épileptogenèse. Il s’agira de démontrer par imagerie in vivo grâce à l’utilisation de nouveaux biosenseurs de l’ATP qu’une augmentation de l’ATP extracellulaire est présente au sein de l’hippocampe durant l’épileptogenèse. Ces expériences d’imagerie permettront aussi d’analyser la dynamique de l’ATP extracellulaire pendant la progression de l’épilepsie chez l’animal anesthésié et non-anesthésié, libre de ses mouvements, grâce à l’utilisation de miniscopes.
3- Implication de la signalisation purinergique dans l’épileptogenèse et l’ictogenèse. Il s’agira enfin de déterminer si l’ATP contribue à l’installation de crises chroniques et d’identifier des acteurs moléculaires susceptibles de représenter des cibles thérapeutiques potentielles.
Pour atteindre les différents buts de ce programme, trois équipes de l’Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF) se sont regroupées au sein d’un consortium, chaque équipe apportant des compétences complémentaires aussi bien expérimentales que thématiques. Le consortium présente ainsi un large éventail d’approches techniques allant du génie génétique, à l’électrophysiologie et l’imagerie in vivo. L’IGF offre en outre un environnement scientifique et différentes plateformes techniques reconnues au niveau international qui faciliteront la réalisation de ce programme.
Ce projet de recherche doit permettre non seulement d’augmenter nos connaissances quant au rôle de l’ATP extracellulaire dans l’épilepsie du lobe temporal, mais également d’identifier des acteurs moléculaires d’intérêt thérapeutique. Les connaissances acquises dans ce programme pourront s’appliquer à d’autres pathologies telles que la maladie d’Alzheimer ou les douleurs chroniques dans lesquelles la signalisation purinergique est aussi un facteur important.