Rôle des canaux two-pore channels dans la mécanosensibilité astrogliale et l'équilibre hydrique – AstroSensor

Chez les mammifères, l'équilibre hydrique est maintenu par des processus physiologiques tels que l'appétit pour le sel ou la soif, ainsi que par la sécrétion ou la réabsorption rénale de Na+ ou d'eau, pour lesquels les neuropeptides vasopressine (VP) et ocytocine (OT) jouent un rôle essentiel. Ces derniers sont produits par le cerveau dans les noyaux hypothalamiques essentiels à la régulation de l'équilibre hydrominéral. Ils sont en effet capable d’une part de détecter les changements osmotiques dans les fluides extracellulaires, et d’autre part de recevoir des informations provenant d'autres zones de détection osmotique que sont les organes circumventriculaires de la lamina terminalis, dépourvus de barrière hémato-encéphalique. Les interactions neuro-gliales jouent un rôle clé dans les fonctions cérébrales, en particulier dans les régions fortement liées au flux sanguin et régulant les fonctions physiologiques vitales telles que l'hypothalamus. À cet égard, les astrocytes intègrent à la fois les changements de composition sanguine et d’activité neuronale et sont depuis peu identifiés comme étant les premiers détecteurs de changements osmotiques par le cerveau. Malgré cette importance physiologique primordiale, nos connaissances sur les osmorécepteurs exprimés dans les astrocytes restent limitées, en particulier concernant la déshydratation/le stress hyperosmotique. Un axe de recherche majeur consiste à étudier les voies moléculaires impliquées dans leur capacité à répondre par des élévations de Ca2+ cytosolique qui déclenchent les changements morphologiques astrocytaires conduisant à la modulation de l'activité des neurones à VP et OT. À cet égard, les lysosomes sont des sources locales de Ca2+ peu explorées qui sont impliquées dans l'activation astrogliale. En outre, de récentes recherches confirment que les endolysosomes présente une dynamique leur permettant d’agir en tant qu’osmosenseurs et d’adapter leur volume en réponse au gonflement ou au rétrécissement de la cellule induit par les changements osmotiques. Nous avons récemment identifié que les canaux lysosomaux « Two-pore channel » (TPC) sont des acteurs clés du contrôle de la sécrétion de VP et d'OT. Nos données préliminaires montrent par ailleurs que la modulation de l'activité des neurones VP/OT induite par l'hyperosmolarité nécessite les TPCs, et ceci par un mécanisme qui reste à élucider. Dans la mesure où nos données actuelles indiquent que les TPCs sont exprimés dans les astrocytes hypothalamiques et que leur activation induit des élévations de Ca2+ dans les astrocytes et considérant le rôle primordial des astrocytes dans l’osmoregulation, nous émettons l'hypothèse que les TPCs sont des acteurs clés de la machinerie mécanosensible astrogliale en participant à la signalisation calciques sous-jacente au modulations neurogliales des activités hypothalamiques. Le présent projet vise à évaluer cette hypothèse en proposant de :
1. Caractériser in vitro la distribution et les fonctions mécanosensibles des TPCs dans des astrocytes isolés. Pour ce faire, nous réaliserons des expériences d’imagerie cellulaire à haute résolution et nous évaluerons la mécanosensibilité des TPCs et de canaux endolysosomaux associés à l'aide d'une technique électrophysiologique innovante et d’imagerie sur cultures cellulaires.
2. Identifier in vivo l'implication des TPCs astrogliaux et des mécanismes associés dans le contrôle physiologique de la balance hydrique et de la consommation d'eau lié à la sécrétion de VP et d’OT. Pour ce faire, nous évaluerons notamment la consommation d'eau et la réponse à un stress hydrique ainsi que la libération de VP et OT associée par imagerie in vivo chez des souris génétiquement invalidées pour les TPC astrocytaires.
Ainsi, ce projet permettra de fournir des informations sans précédent précisant la machinerie osmo- et mécano-sensitive mise en jeu dans le contrôle physiologique de l'équilibre hydrominéral.