Molecular and Structural Mechanisms of Astrocyte-Mediated Cognitive Enhancement Mécanismes moléculaires et structuraux de l’amélioration neuro-cognitive induits par les astrocytes Long-lasting memories define who we are and how we experience the world. Inability to form and access these memories, as in neurodegenerative conditions such as Alzheimer’s disease (AD), degrades quality of life and imposes a major burden on healthcare systems and society. Unfortunately, medical treatments that can prevent, slow down, or reverse memory deficits are non-existent. To develop new strategies for targeting diseases associated with memory impairments, a better understanding of how the brain acquires and encodes memories is urgently needed, and novel mechanisms must be effectively harnessed for therapeutic value. 
Recent studies have revealed the unique abilities of astrocytes, star-shaped cells in the brain, to communicate with surrounding neurons, which plays an important role in enhancing memory formation. These findings represent a new perspective on how neural activity is regulated in the brain and they have significant implications for the development of cognitive augmentation treatments that can be applied in diseases such as AD.    

This project will apply cutting-edge techniques to investigate the effect of astrocytic activation on the physiological, molecular, and structural properties of astrocytes and their neighbouring neurons and circuits. It will use this knowledge to rescue or mitigate cellular pathology, functional disruptions, and cognitive deficits in AD mice models. Results will provide a major step forward in understanding the mechanisms by which astrocytes directly regulate memory formation and uncover new modes of therapeutic intervention for brain diseases such as AD. Additionally, the project will provide a strong research environment, as well as capacity building and exchange opportunities for graduate students, clinicians, and researchers based in Chile and China.
 
The project is led in Canada by McGill University, working in collaboration with the Hebrew University of Jerusalem in Israel, Zhejiang University in China, and Universidad de Chile.

This project was selected for funding through the fourth research competition of the Joint Canada-Israel Health Research Program. This initiative is a partnership between IDRC, the Canadian Institutes of Health Research, the Israel Science Foundation, and the Azrieli Foundation. Les souvenirs qui sont gravés dans notre mémoire façonnent qui nous sommes et notre façon de voir le monde. L’incapacité qu’ont les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, une affection neurodégénérative, à accumuler des souvenirs profonds et à se les remémorer nuit à la qualité de vie et pèse lourd sur les systèmes de santé et la société. Malheureusement, les traitements médicaux susceptibles de prévenir, de ralentir ou de corriger les déficiences de la mémoire sont inexistants. Pour développer de nouvelles stratégies axées sur les maladies affectant la mémoire, il est impératif de mieux comprendre comment le cerveau garde et encode les souvenirs et de mettre davantage en valeur des mécanismes novateurs à des fins thérapeutiques. 

Des études récentes ont révélé les capacités uniques des astrocytes, cellules cérébrales en forme d’étoiles, de communiquer avec les neurones qui les entourent, lesquels jouent un rôle important dans l’amélioration de la formation des souvenirs. Ces constatations jettent un nouvel éclairage sur la régulation des activités neuronales dans le cerveau et elles ont des conséquences importantes sur l’évolution des traitements d’augmentation cognitive qu’il est possible de mettre en oeuvre pour certaines maladies comme la maladie d’Alzheimer. 

Ce projet reposera sur des techniques de pointe capables d’étudier les effets de l’activation astrocytique sur les propriétés structurelles, moléculaires et physiologiques des astrocytes et des circuits et neurones voisins. Il s’appuiera sur ces connaissances pour atténuer ou soigner les pathologies cellulaires et les troubles fonctionnels et cognitifs chez les modèles de souris atteints de la maladie d’Alzheimer. Ces résultats permettront de mieux comprendre les mécanismes par lesquels les astrocytes régulent directement la formation des souvenirs et de découvrir de nouveaux modes d’action thérapeutiques pour les maladies du cerveau, telles que la maladie d’Alzheimer. En outre, le projet permettra d’offrir un solide environnement de recherche, ainsi que des occasions d’échange et de renforcement des capacités aux étudiants diplômés, aux cliniciens et aux chercheurs. 
 
Il est dirigé au Canada par l’Université McGill, en collaboration avec l’Université hébraïque de Jérusalem en Israël, l’université du Zhejiang en Chine et l’Universidad de Chile.

Ce projet a été retenu aux fins de financement au cours du quatrième concours de recherche du Programme conjoint canado-israélien de recherche en santé. Il s’agit d’un partenariat entre le CRDI, les Instituts de recherche en santé du Canada, l’Azrieli Foundation et l’Israel Science Foundation.