Unité de Neurobiologie des canaux Ioniques et de la Synapse

Plasticité de l’excitabilité neuronale et épilepsie

Nous avons établi que les règles de plasticité de la transmission synaptique sont également valides pour la plasticité de l’intégration synaptique dans les cellules pyramidales et les interneurones de l’hippocampe. Nous avons démontré que les interneurones sont aussi le siège de régulation de l’excitabilité impliquant les canaux Kv1. Nous explorons à l’heure actuelle les mécanismes de régulation homéostatique des canaux Kv1, la nature des changements intrinsèques associés à la dépression à long-terme de la transmission synaptique et le rôle de la plasticité intrinsèque dans l’amblyopie.

Par ailleurs, nous étudions les facteurs qui déterminent la synchronisation neuronale au niveau de deux sites stratégiques: la synapse et le segment initial de l’axone. Nous avons montré que le délai synaptique dépend de la probabilité de libération et de la forme du potentiel d’action présynaptique. Nous avons identifié l’importance du potentiel précédant le potentiel d’action dans la précision de la décharge neuronale. Nous explorons également le rôle de l’activité synaptique inhibitrice dans la précision de la décharge neuronale.

Enfin, nous étudions le rôle des canaux sodiques et potassiques de l’axone dans la transmission de l’information neuronale. Nos projets visent à comprendre les mécanismes de régulation analogue-digitale de la transmission synaptique.

Mécanismes moléculaires de la libération de neurotransmetteurs

Nos intérêts portent sur 3 axes thématiques distincts :

1. Nous nous intéressons particulièrement à l’implication des sous unités « V0c » et « V0d » de V-ATPase dans la libération de neurotransmetteurs.
2. Nous nous intéressons aux effets de la protéine LGI1 (Leucin-Rich Glioma Inactivated 1) et de ses auto-anticorps sur la régulation de l’expression des canaux Kv1 et des conséquences sur  l’excitabilité neuronale et la transmission synaptique.
3. Au travers d’approches de biologie cellulaire, de biochimie et de modélisation, nous nous intéressons à la compréhension des mécanismes moléculaires qui régissent la reconnaissance des neurotoxines botuliques pour leurs récepteurs neuronaux.

Robustesse de l'excitabilité

Notre équipe s’intéresse aux mécanismes moléculaires et cellulaires responsables de la robustesse de l’activité neuronale. De nombreuses études ont démontré que les neurones sont capables de maintenir un patron d’activité stable en dépit de nombreuses perturbations externes ou internes. Les expériences de manipulation pharmacologique ou de déprivation sensorielle ont démontré que les propriétés des synapses ou des canaux ioniques sont régulées de façon dynamique de façon à maintenir un niveau d’activité stable (pour revue voir Turrigiano, Cell, 2008).

D’autre part, un nombre croissant d’études a montré que les délétions de certains canaux ioniques n’altèrent l’activité neuronale que de façon mineure (voir par ex. Swensen & Bean, J. Neurosci. 2005), illustrant ainsi la capacité des neurones à compenser les perturbations internes que peuvent représenter les mutations survenant de façon aléatoire dans le génôme. De façon évidente, cette stabilité dépend de la régulation dynamique des différents canaux ioniques (activés par les neurotransmetteurs ou par le potentiel) responsables de l’activité neuronale