Impact des récepteurs P2X4 dans la plasticité synaptique de l’hippocampe et les comportements d’anxiété et de stress – StressX

Les récepteurs P2X (P2X) modulent la fonction des récepteurs excitateurs glutamatergiques AMPA et NMDA et inhibiteurs GABA de type A au niveau des synapses excitatrices et inhibitrices de l’hippocampe. P2X4 est le récepteur P2X le plus abondant dans les neurones et la microglie du cerveau adulte. Cependant, le manque d'outils sélectifs a jusqu’ici fortement limité nos connaissances sur les fonctions de P2X4 au niveau cellulaire et comportemental alors que l’expression de ce récepteur est fortement augmentée dans de nombreuses pathologies y compris dans le stress.
Grace à la génération d’une souris permettant d’augmenter l’expression de P2X4 à la surface d’un type cellulaire donné, nous venons de montrer que P2X4 exprimé dans les neurones de l’hippocampe module la plasticité synaptique et l’anxiété chez la souris adulte. On sait que l’exposition au stress modifie la plasticité et la mobilité des récepteurs NMDA mais aussi l’inhibition GABAergique dans l'hippocampe. Nos données préliminaires montrent que le stress induit une forte augmentation de l'expression de P2X4 dans l'hippocampe soulevant l’hypothèse que P2X4 pourrait jouer un rôle critique dans les troubles liés au stress et à l'anxiété.
Nous avons observé une altération de la plasticité synaptique et une diminution de l'anxiété chez les souris surexprimant P2X4 uniquement dans les neurones excitateurs. Le fait que ces modifications soient absentes chez les animaux dans lesquels P2X4 est surexprimé dans tous les neurones, c.a.d excitateurs et inhibiteurs, nous a amené à proposer que P2X4 régule les synapses GABAergiques et glutamatergiques dans l'hippocampe. D’ailleurs, P2X4 interagit physiquement et fonctionnellement avec les GABAAR et NMDAR et nos données préliminaires révèlent que les P2X4 modulent la mobilité latérale des NMDAR et GABAAR.

Notre hypothèse est que l'augmentation de P2X4 induite par le stress régule le trafic et la fonction des NMDAR et GABAAR dans les neurones excitateurs de l'hippocampe et les interneurones inhibiteurs contrôlant l'activité et la plasticité synaptique de l'hippocampe ainsi que les réponses au stress et à l'anxiété. L'augmentation de P2X4 induite par le stress serait une réponse adaptative pour contrecarrer les conséquences du stress aigu sur la fonction hippocampique et réduire les comportements liés à l'anxiété.

En utilisant des modèles de souris transgéniques conditionnelles qui augmentent le nombre de P2X4 en surface ou suppriment P2X4 dans tous les neurones ou seulement dans les neurones inhibiteurs ou excitateurs, nous proposons d’étudier en conditions basales ou après un stress aigu :
1) la mobilité et l'organisation nanométrique de P2X4 au niveau des synapses GABAergiques et glutaminergiques de l'hippocampe in vitro et ex vivo,
2) étudier le rôle de P2X4 et sa régulation dépendante de l'ATP dans les cellules pyramidales excitatrices et les interneurones inhibiteurs impliqués dans le stress en analysant l'impact de l'expression accrue ou de la suppression de P2X4 sur la mobilité et l'organisation à l'échelle nanométrique des GABAAR et des NMDAR au niveau des synapses dans les deux types de cellules in vitro et ex vivo
3) déterminer la fonction cellulaire spécifique de P2X4 sur les courants synaptiques excitateurs NMDAR et inhibiteurs GABAAR et sur la plasticité ex vivo et in vivo.
4) évaluer les changements physiologiques et les conséquences comportementales des manipulations cellulaires spécifiques de P2X4 sur le stress aigu et les comportements de type anxieux.

Notre projet, est original et innovant car il permettra de découvrir les mécanismes moléculaires cellule-dépendant par lesquels P2X4 contrôle la plasticité dans l'hippocampe en cas de stress et pourrait fournir une nouvelle stratégie attrayante pour combattre les troubles liés à l'anxiété.