Projet ANR-12-BSV4-0014 – SUPERtri : Imagerie super-résolutive de la synapse tripartite
Programme : Blanc - SVSE 4 - Neurosciences (Blanc SVSE 4)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Valentin NÄGERL (Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences)
Partenaires : Institut Interdisciplinaire de Neurosciences; Neurocentre Magendie
Montant : 536720.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 36 mois
Résumé : Plasticité morphologique de la synapse tripartite à l’échelle nanoscopiqueLes travaux récents sur les cellules gliales, et en particulier les astrocytes, ont conduit à reconsidérer leur implication dans les fonctions cérébrales. En effet les astrocytes, régulent la communication neuronale, concept de la synapse tripartite. Le projet a pour objectif d’améliorer notre compréhension sur les interactions dynamiques entre neurones et astrocytes à la synapse.
Vers une meilleur compréhension morpho-fonctionnelle de la synapse tripartiteMalgré de nombreux progrès, un des obstacles majeurs pour la compréhension des interactions neurone-glie est la taille et la complexité morphologique des contacts synaptiques. Ceci est particulièrement vrai lorsque l’on considère les processus astrocytaires qui enrobent les synapses et qui sont trop fins pour être visualisés par la microscopie photonique classique. En conséquence, la plus grande partie de nos connaissances sur la structure de la synapse tripartite a été obtenue par la microscopie électronique, ce qui reste problématique pour caractériser des évènements dynamiques dans un contexte physiologique.
Combinaison de la microscopie super-résolutive et de l'électrophysiologie dans des tranches vivantes de cerveauGrâce à une nouvelle et puissante combinaison d’imagerie à très haute résolution spatiale, de photolyse de glutamate encagé par 2 photons, d’enregistrements électrophysiologiques et de pharmacologie sur des tranches d’hippocampe de souris, le projet a pour objectif d’améliorer notre compréhension sur les interactions dynamiques entre neurones et astrocytes à la synapse. Ce projet répondra à plusieurs questions fondamentales sur l’organisation dynamique de la synapse tripartite en condition physiologique comme cela est maintenant possible.
Résumé de la soumission : Les travaux récents sur les cellules gliales, et en particulier sur les astrocytes, ont conduit à reconsidérer leur implication dans les fonctions cérébrales au delà de leur rôle classique de soutien physique et métabolique aux neurones. Le concept de la synapse tripartite, composé des éléments neuronaux et astrocytaire, donne un rôle essentiel aux astrocytes dans la communication cérébrale qu’ils peuvent réguler de manière très dynamique et variée.Malgré de nombreux progrès, un des obstacles majeurs pour la compréhension des interactions neurone-glie est la taille et la complexité morphologique des contacts synaptiques. Ceci est particulièrement vrai lorsque l’on considère les processus astrocytaires qui enrobent les synapses et qui sont trop fins pour être visualisés par la microscopie photonique classique. En conséquence, la plus grande partie de nos connaissances sur la structure de la synapse tripartite a été obtenue par la microscopie électronique, ce qui reste problématique à cause des artéfacts de fixation associés à cette technique, et qui est aussi inapproprié pour caractériser des évènements dynamiques dans un contexte physiologique.Grâce à une nouvelle et puissante combinaison d’imagerie STED, de photolyse de glutamate encagé par 2 photons, d’enregistrements électrophysiologiques et de pharmacologie sur des tranches d’hippocampe de souris, le projet Imagerie super-résolutive de la synapse tripartite (SUPERtri) a pour objectif d’améliorer notre compréhension des interactions dynamiques entre neurones et astrocytes à la synapse. Ce projet répondra à plusieurs questions fondamentales sur l’organisation dynamique de la synapse tripartite en condition physiologique comme cela est maintenant possible. De plus, nous prévoyons que ce projet  favorisera l’émergence de nouvelles opportunités pour étudier les interactions neurones-glie, en particulier en combinaison avec des outils aussi puissant que la génétique et dans le contexte de modèles animaux pour des maladies neurologiques.Dans des expériences préliminaires, nous avons établi qu’il était possible de faire de l’imagerie à l’échelle nanoscopique d’astrocytes dans des tranches vivantes de cerveau, ce qui représente une étape cruciale pour la réalisation de notre projet.Ce projet est basé sur un partenariat entre deux équipes de recherche reconnues internationalement dans les domaine des interactions neurones-glie,  de la plasticité synaptique et de l’imagerie super-résolutive. Grâce à cette synergie, ce partenariat est parfaitement adapté pour proposer et réaliser un tel projet  qui se situe à la pointe des recherches actuelles en neurosciences, que ce soit en terme de thématique ou de méthodologie. Cette combinaison unique est le garant qu’une avancée significative sera faite dans ce domaine très compétitif, tout en permettant aux deux équipes de poursuivre leurs travaux respectifs et de renforcer ainsi leur position de leader au niveau international.
Résultats : Nos résultats préliminaires indiquent qu’il est désormais possible d’étudier et de quantifier l’interaction étroite qu’il existe entre les neurones et les astrocytes au niveau de la synapse et ce dans une préparation vivante, la tranche d’hippocampe.
Cette étape est cruciale pour la suite du projet.
Perspectives : Nous prévoyons que ce projet favorisera l’émergence de nouvelles opportunités pour étudier les interactions neurones-glie, en particulier en combinaison avec des outils aussi puissant que la génétique, dans le contexte de modèles animaux pour des maladies neurologiques.
Publications et brevets : En cours