Rôle de l'identité neuronale et microgliale dans le raffinement synaptique dépendant du complément – COMPLEMENT

MLes microglies sont les macrophages résidents du cerveau. Elles remplissent de multiples fonctions au cours du développement, à l'âge adulte et dans des conditions pathologiques. Des résultats récents indiquent que les microglies présentent des différences dans leurs fonctions qui ne sont pas exclusivement dues à leur milieu, mais plutôt aux propriétés uniques que possèdent ces cellules. Pourtant, l'hétérogénéité intrinsèque des cellules microgliales a été largement négligée. Des études récentes suggèrent que des "sous-types" microgliaux distincts remplissent des fonctions spécifiques, mais les implications fonctionnelles des différents sous-types microgliaux dans le cerveau en développement sont encore très mal connues. Les cellules microgliales jouent un rôle essentiel dans le développement du cerveau. En particulier, le système du complément, un composant du système immunitaire inné, remodèle les circuits cérébraux dans le thalamus en développement en favorisant l'élimination des synapses excédentaires par la microglie, un processus appelé élagage synaptique. Le rôle du système du complément dans l'élagage synaptique dans le cortex est controversé. Le néocortex à 6 couches des mammifères contient plusieurs types différents de neurones pyramidaux, chaque type peuplant une couche spécifique. Nous avons observé que le système du complément élimine les synapses dans les neurones pyramidaux de la couche 3 (L3), mais pas dans les neurones pyramidaux de la couche 5 (L5) du cortex frontal pendant la maturation postnatale précoce. Ces résultats intrigants suggèrent que l'affinement des réseaux corticaux dépendant du complément est spécifique au type de neurones. Des études récentes ont démontré que les cellules microgliales corticales interagissent avec des sous-types de neurones spécifiques via des paires ligand/récepteur distinctes, mais la fonction de ces interactions reste inconnue. Ici, nous émettons l'hypothèse que des sous-types spécifiques de microglies ciblent des neurones pyramidaux spécifiques pour un élagage synaptique dépendant du complément.
Le projet a trois objectifs principaux. Premièrement, nous chercherons à démontrer que l'identité neuronale détermine l'élagage synaptique dépendant du complément. Pour atteindre cet objectif, nous utiliserons l'électroporation in utero pour respécifier l'identité des neurones pyramidaux L3 et les doter des caractéristiques molééculaires et morphofonctionnelles des neurones pyramidaux L5. Deuxièmement, nous générerons de nouveaux ensembles de données de transcriptomique en cellule unique (single-cell RNA seq) et de transcriptomique spatiale (MERFISH) des cellules microgliales corticales afin d'identifier les paires ligand/récepteur qui permettent les interactions de sous-types distincts de neurones et de cellules microgliales. Troisièmement, nous modifierons l'expression de paires ligand/récepteur distinctes dans les neurones et les cellules microgliales afin d'identifier les sous-types de microglie qui interagissent spécifiquement avec les neurones pyramidaux L3, mais pas L5, pour l'élagage synaptique. Pour ce faire, nous utiliserons l'électroporation in utero pour cibler des populations spécifiques de cellules neuronales, et de nouveaux outils incluant nanoparticules lipidiques et des vecteur viraux AAV pour cibler les cellules microgliales.