Un microscope confocal pour étudier les circuits neuronaux en cas de maladies neuropsychiatriques - Fédération pour la Recherche sur le Cerveau (FRC)

Un microscope confocal pour étudier les circuits neuronaux en cas de maladies neuropsychiatriques

Porteur du projet : Jean-Antoine Girault, Directeur de l’Institut du Fer à Moulin, Paris

Equipement financé grâce à l’opération Rotary-Espoir en Tête 2009 et sélectionné par le Conseil scientifique de la FRC : Microscope confocal à hauteur de 200 000 euros

Titre du projet : « Analyse fonctionnelle des circuits neuronaux in vivo pour des études précliniques des maladies neuropsychiatriques. »

 

Le projet 

L’objectif du projet est d’élucider les bases moléculaires et cellulaires des maladies neuropsychiatriques et d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques potentielles. Pour cela des modèles animaux sont utilisés, en particulier le modèle murin qui permet de combiner des outils génétiques avec de nombreuses analyses fonctionnelles. Les différentes équipes impliquées utilisent des marqueurs de l’activité des neurones et des marqueurs génétiques fluorescents permettant d’identifier les populations cellulaires spécifiques. Le projet de l’équipe de Jean-Antoine Girault a pour but de progresser dans la compréhension des anomalies de signalisation dans les neurones en réponse à la cocaïne (addiction) et lors des mouvements anormaux induits chez les patients souffrant de la maladie de Parkinson. Les travaux des autres équipes portent sur la physiopathologie du développement cortical et sur les neurones à sérotonine.

 

L’équipement

Le microscope confocal semi-automatique Olympus FV10i qui a été financé permet de résoudre les difficultés associées à l’acquisition et la quantification de nombreuses images nécessaires aux travaux précédemment évoqués. Grâce à cet équipement, il est possible d’analyser rapidement les résultats d’études anatomiques, fonctionnelles et pharmacologiques nécessitant de nombreuses images. Ce microscope a pour avantage de permettre l’acquisition automatique rapide d’images confocales à haute définition. Il permet d’obtenir des images de haute définition au sein de coupes de tissus épaisses. L’automatisme permet aussi d’acquérir des images de nombreuses zones adjacentes, pouvant être ensuite juxtaposées et fournissant des images à haute résolution de régions plus larges du cerveau.

 

Les résultats

Grâce à cet équipement, et en le combinant avec d’autres approches (études comportementales, cellulaires, biochimiques et génétiques), plusieurs études ont pu être menées. Ces travaux ont permis de clarifier deux conditions physiopathologiques cliniquement très différentes mais dans lesquelles la plasticité des neurones joue un rôle important :

  • D’une part, les chercheurs ont étudié le mécanisme par lequel le traitement de la maladie de Parkinson par la molécule L-DOPA entraîne certains effets secondaires tels que des mouvements anormaux invalidants, appelés dyskinésies. Les mécanismes moléculaires responsables de l’apparition de ces dyskinésies suite au traitement de la maladie de Parkinson par la molécule L-DOPA ont été précisés. La contribution de la voie de signalisation a été clarifiée et l’étude des gènes induits en réponse à ce traitement ont permis d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles, notamment la protéine NARPP. Une nouvelle voie de signalisation intracellulaire impliquant les récepteurs de la dopamine a également été caractérisée.

 

  • D’autre part, les chercheurs se sont intéressés aux effets de l’enrichissement environnemental sur les réponses à une drogue addictive. Concernant les anomalies de signalisation liées aux effets de la cocaïne et pouvant intervenir dans la mise en place de l’addiction, les chercheurs ont mis en évidence la régulation d’une protéine, l’adducine, et son rôle dans les effets de l’enrichissement environnemental sur les réponses à la cocaïne. Ils ont également pu étudier son rôle dans les effets de molécules, tels que les antipsychotiques et la caféine, au niveau des épines dendritiques (protrusions des dendrites au niveau desquelles sont situées la majorité des synapses excitatrices et dont la plasticité joue un rôle essentiel dans le système nerveux).
Image obtenue grâce au microscope

 

 

Les équipes utilisatrices

Huit équipes du centre ont utilisé cet équipement au cours des années ainsi que plusieurs équipes extérieures qui l’ont utilisé ponctuellement.

Au sein de l’Institut du Fer à Moulin, l’équipement a été utilisé par les équipes de :

  • Jean-Antoine Girault et Denis Hervé dont l’axe de recherche est la neurotransmission et la signalisation.
  • Fiona Francis et Laurence Goutebroze étudiant le développement cortical et les pathologies associées.
  • Patricia Gaspar et Christine Métin qui s’intéressent aux mécanismes du développement cérébral.
  • Matthias Groszer dont les travaux portent sur les désordres du neurodéveloppement
  • Manuel Mameli qui étudie les bases synaptiques du cerveau.
  • Jean-Christophe Poncer et Sabine Lévi dont les travaux portent sur la plasticité des réseaux corticaux et l’épilepsie.
  • André Sobel qui étudie la signalisation neuronale.
  • Marc Vigny et Jacques Hugon s’intéressant aux voies de signalisation moléculaire conduisant à la mort neuronale dans les maladies neurodégénératives.

 

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« Les sciences biomédicales progressent rapidement et ces progrès sont très largement sous-tendus par l’amélioration des technologies permettant d’explorer des aspects nouveaux du système nerveux. L’acquisition d’appareils sophistiqués et performants est donc une nécessité et un moteur pour la recherche. Les financements habituels des laboratoires de recherche ne permettent pas de s’adapter suffisamment rapidement aux progrès technologiques pour être en permanence à la pointe de la recherche. L’action du Rotary-Espoir en Tête est un atout considérable pour la recherche sur le cerveau en France et les équipes qui en bénéficient remercient chaleureusement les Rotariens pour leurs efforts et leur générosité. » Jean-Antoine Girault, directeur de l’Institut du Fer à Moulin.

Jean-Antoine Girault

Directeur de l’Institut du Fer à Moulin à Paris. Fort d’une double formation de neurologue et de biochimiste, il travaille sur les mécanismes physiopathologiques de maladies qui touchent les ganglions de la base, en particulier la maladie de Parkinson et la toxicomanie.

© Inserm/Latron, Patrice

Le centre de recherche

L’Institut du Fer à Moulin (IFM) a reçu ce nom officiellement en 2007, lors de sa création, dérivé du nom de la rue dans laquelle il est situé à Paris. L’IFM est un centre de recherche consacré à l’étude du développement et de la plasticité du système nerveux.

L’IFM a deux objectifs complémentaires :  1) progresser dans la compréhension de la physiologie et de la physiopathologie du système nerveux ; 2) découvrir de nouvelles approches thérapeutiques.

Publications

Grâce à cet équipement, plusieurs publications ont pu être effectuées dans différentes revues :

De plus, différentes communications ont été faites dans des congrès français, européens et internationaux : le congrès de l’American Society for Neuroscience, le congrès de la Société française des Neurosciences et celui de la Federation of European Neuroscience Societies  (FENS).

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