Projet ANR-07-NEUR-0004 – AstroConAqua : Imagerie moléculaire en temps réel des aquaporines et connexines astrocytaires: une interaction neurone-glie impliquée et régulation des mouvements d'eau
Programme : Neurosciences, Neurologie et psychiatrie (NEURO) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION PARIS XII (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION PARIS XII)
Partenaires : Institut national de la santé et de la recherche médicale; Institut national de la santé et de la recherche médicale
Montant : 350000.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : Les astrocytes, localisés stratégiquement entre synapses et capillaires, assurent l'homéostasie extracellulaire en contrôlant les concentrations ioniques et les mouvements d'eau via des domaines membranaires spécialisés. Ces domaines ont des compositions moléculaires responsables de leurs propriétés fonctionnelles. Ceci pose la question des mécanismes impliqués dans leur mise en place et leur stabilité. Il est établi dans les neurones que la diffusion des récepteurs est régulée par des interactions moléculaires et l'activité. Dans les astrocytes, la question de la diffusion latérale et de ses régulations est importante pour le contrôle de leurs fonctions. Une approche en imagerie de molécule unique nous permettra d'étudier, en temps réel, la diffusion et la réorganisation de protéines gliales, Cx43 et l'Aqp4, impliquées dans la régulation de l'eau. Le but de cette recherche est de définir la physiologie moléculaire de cette régulation par les interactions neurone-glie.//Dans ce projet nous concentrerons nos efforts sur l'étude de la contribution astrocytaire à la régulation des mouvements d'eau et sa participation à l'homéostasie du milieu extracellulaire qui en retour influe sur l¿activité neuronale. Afin de répondre à ces questions ce projet vise à mettre en commun les connaissances et le savoir-faire des deux partenaires en imagerie moléculaire et  dans le domaine de la physiologie gliale et des interactions neurone-glie. Au départ, notre étude sera réalisée dans des cultures primaires d'astrocytes corticaux en absence et en présence de neurones. Nous mettrons également au point un modèle de co-culture d'astrocytes avec des cellules endothéliales afin de promouvoir des différenciations de pieds astrocytaires. D'autre part, nous développerons de nouveaux outils, comme des anticorps dirigés contre des épitopes extracellulaires de la Cx43 et de l'Aqp4 et des constructions avec des "tags polyhistidin" pour la liaison direct de quantum dots. En utilisant les techniques de "single molecule tracking" et de FRAP dans des cultures primaires d'astrocytes et des co-cultures avec des neurones ou des cellules endothéliales nous caractériserons la dynamique de diffusion latérale de ces deux protéines en association avec leurs protéines d'échafaudage. Les conséquences physiopathologies de la perturbation du contenu en eau des astrocytes seront ensuite analysées en relation avec les changements de leur volume cellulaire. De plus, l'enregistrement simultané en imagerie calcique et en imagerie moléculaire permettra d'étudier les conséquences de la propagation de vagues calciques intercellulaires sur la physiologie des astrocytes. Enfin nous évaluerons l'impact de la modification de l'activité neuronale sur la dynamique de ces protéines de surface et sur les changements de volumes des astrocytes qui résultent des mécanismes de régulation de l'eau.//Il s¿agit de comprendre comment s'opèrent, au niveau de la membrane plasmique des pieds astrocytaires, l'enrichissement, la diffusion et la régulation de l'Aqp4 et de la Cx43, deux protéines membranaires impliquées dans la régulation de l'eau. Nous anticipons aussi que leur diffusion dépend de l'activité neuronale et de protéines d'échafaudage. D'autre part, l'influence des vagues calciques intercellulaires sur leur diffusion permettra de lier activité neuronale et homéostasie de l'eau. Puis l'imagerie moléculaire appliquée à des co-cultures astrocytes-cellules endothéliales apportera des informations sur les propriétés des astrocytes à l'interface glio-endothéliale. La connaissance de leurs propriétés de diffusion et leurs régulations par les cellules neuronales et endothéliales permettra de corréler changements moléculaires rapides et mouvements d'eau. Notre projet de recherche apportera un nouveau cadre pour appréhender la régulation normale et pathologique de l'eau dans le cerveau.