Le microscope haute résolution en temps réel, un nouvel outil pour l’étude du développement du cerveau
Porteur de projet : Dr Xavier MORIN – Institut de Biologie de l’Ecole Normale Supérieure (IBENS), Paris
Titre du projet: « Microscope spinning disk pour l’étude dynamique du développement du cerveau »
Projet sélectionné par le Conseil Scientifique de la FRC et financé grâce au Rotary « Espoir en Tête »
133 000 € attribués en 2014 pour l’acquisition d’un microscope de type spinning disk
Description du projet
Le développement du système nerveux des vertébrés est un processus hautement régulé qui coordonne la neurogenèse, la migration neuronale et la différentiation pour assembler un réseau d’interaction cellulaire extraordinairement complexe et organisé. Des défauts de régulation de cette chaîne d’évènements sont à l’origine de nombreuses pathologies neuro-développementales (microcéphalies, lissencéphalies, hydrocéphalies…) et de troubles cognitifs et comportementaux encore mal compris.
Les équipes de l’Institut de Biologie de l’Ecole Normale Supérieure (IBENS) étudient des aspects complémentaires et successifs du développement et de l’homéostasie du système nerveux, qui incluent la régulation de la prolifération des cellules souches neurales, les choix d’identité cellulaire, la migration de neurones, la navigation axonale et la régénération cellulaire. La compréhension de la dynamique spatiotemporelle de ces évènements est un enjeu important pour mieux comprendre l’origine des pathologies qui y sont liées.
Les techniques récentes d’observation en temps réel d’évènements cellulaires représentent une approche incontournable pour aborder les questions développementales de façon dynamique. Ce projet s’inscrit dans cette démarche, et implique une utilisation intensive d’équipements dédiés à l’imagerie « live ». L’acquisition d’un système confocal de type spinning disk (tête confocale, lasers, caméra haute sensibilité et logiciels) installé sur un microscope à fluorescence champ large inversé et équipé d’une chambre d’incubation, offrira la combinaison de sensibilité, rapidité, et profondeur d’acquisition la mieux adaptée aux projets des différentes équipes participantes. Grâce à cet équipement, les équipes de l’IBENS espèrent mieux comprendre les mécanismes fondamentaux de développement du système nerveux et l’origine des pathologies neuro-développementales.
Les différentes équipes de l’IBENS impliquées dans l’utilisation de ce matériel sont :
- L’équipe de Xavier Morin qui s’intéresse aux mécanismes de division asymétrique qui régulent le choix des cellules souches neurales entre prolifération et différenciation, et contrôlent la taille finale du cerveau.
- L’équipe de Sonia Garel qui étudie la migration neuronale pendant le développement du cortex, et la façon dont cette migration est régulée par les interactions entre différentes populations cellulaires.
- L’équipe de Nathalie Spassky qui étudie le rôle du cil primaire dans la régulation du cycle cellulaire des cellules souches neurales embryonnaires et dans la formation des cellules épendymaire multiciliées, un type cellulaire essentiel de la niche neurogénique dans le cerveau postnatal.
- Les équipes de Patrick Charnay et Piotr Topilko qui s’intéressent à la biologie des cellules des capsules frontières localisées à l’interface entre système nerveux central et périphérique, et qui constituent une source pluripotente de composants du système nerveux périphérique.
- L’équipe de Jean-François Brunet qui étudie l’ontogénie des circuits neuronaux en utilisant le système nerveux viscéral des mammifères comme modèle.
Le centre de recherche
Depuis 2010, l’Institut de Biologie de l’Ecole Normale Supérieure (IBENS) de Paris rassemble des équipes de recherche et des plates formes technologiques autour de programmes de recherche qui concernent la génétique et la génomique, la biologie du développement, les neurosciences, l’évolution et la biologie des plantes.
L’objectif est de promouvoir au cœur même de Paris, une recherche et un enseignement transdisciplinaires bénéficiant d’un environnement exceptionnel constitué non seulement de l’IBENS, mais également des départements de Physique, de Chimie, de Mathématiques et des Etudes cognitives de l’Ecole Normale Supérieure.
Xavier Morin
Il a réalisé sa thèse de doctorat en neurobiologie du développement à l’Institut de Biologie du Développement de Marseille. En 1999, il rejoint le laboratoire du Pr William Chia, d’abord à Singapour puis au King’s College de Londres, où il s’est formé à la génétique de la drosophile. De retour en France en 2003, il obtient un poste de chargé de recherche dans l’équipe du Dr Pascale Durbec à Marseille.
Depuis fin 2009, il dirige l’équipe de recherche «Division Cellulaire et Neurogénèse» à l’IBENS de Paris, au sein de laquelle il conduit des travaux sur les mécanismes contrôlant la prolifération et la différenciation des cellules souches neurales embryonnaires.
© Inserm/Hirsch, Philippe
