Les oligodendrocytes : un support métabolique clé pour les neurones parvalbumin voraces en énergie ?

Description

Les interneurones exprimant la parvalbumine et libérant du GABA (PV-IN) sont des orchestrateurs clés du cortex et de l’hippocampe. Un dysfonctionnement des PV-IN joue un rôle causal dans les phénotypes liés aux maladies affectant le cerveau, à savoir l’épilepsie, l’autisme et la schizophrénie. Bien qu’étant un type cellulaire minoritaire dans l’hippocampe, les PV-IN exercent une puissante inhibition et synchronisent finement les circuits neuronaux. Les PV-IN innervent localement un grand nombre de neurones cibles près du site d’initiation du potentiel d’action (chaque PV-IN contacte jusqu’à 2000 neurones pyramidaux de l’hippocampe) et accordent l’activité de la population. Pour maintenir leurs propriétés uniques, les PV-IN sont très gourmandes en énergie, en particulier pendant les oscillations métaboliquement coûteuses.
De plus en plus de preuves montrent que les axones des PV-IN de l’hippocampe sont encapsulés dans une gaine de myéline et représentent la majeure partie de la myéline contenue dans l’hippocampe. Formée par les oligodendrocytes, la myéline semble jouer un rôle déterminant dans les propriétés électrophysiologiques du PV-IN et dans la régulation des oscillations liées au comportement in vivo. Le couplage oligodendrocyte-neurone via la myélinisation pourrait également fournir le soutien métabolique requis par les PV-IN gourmands en énergie. Les oligodendrocytes fournissent du lactate, un métabolite crucial pour l’intégrité axonale à long terme, par l’intermédiaire des transporteurs de lactate MCT1.
Il est important de noter que la réduction spécifique de MCT1 dans l’hippocampe, à l’aide de l’interférence ARN, a entraîné des déficits de mémoire à long terme. Cependant, l’impact spécifique de MCT1 sur les propriétés PV-IN n’a pas été exploré à ce jour.
L’objectif de ce stage sera d’étudier comment MCT1 régule les propriétés physiologiques et la myélinisation des PV-IN ainsi que la fonction hippocampique, à travers les objectifs spécifiques suivants :
Objectif spécifique 1 : Tester l’effet de l’inhibition/réduction de MCT1 sur la décharge du PV-IN et l’activité du réseau hippocampique.
Objectif spécifique 2 : tester l’effet de l’inhibition/réduction de la MCT1 sur la myélinisation du PV-IN, ainsi que sur l’intégrité et la survie du PV-IN et des oligodendrocytes.
La manipulation de MCT1 (objectifs 1 et 2) sera réalisée soit en utilisant un inhibiteur sélectif, soit par la déplétion génétique conditionnelle de MCT1 dans les oligodendrocytes de l’hippocampe (en utilisant un AAV-MBP-cre et des souris MCT1-floxées). Les objectifs 1 et 2 seront réalisés in vitro en utilisant des cultures organotypiques d’hippocampe et l’imagerie calcique, suivie de l’immunohistochimie.
Ce stage vous permettra de vous familiariser avec de nombreuses techniques :
– Culture organotypique hippocampique
– Inhibition de MCT1 par traitement pharmacologique et au moyen de vecteurs viraux AAV
– Imagerie calcique à l’aide de microscopes à 2 photons
– Immunohistochimie et imagerie confocale
– Analyse des données

Profil recherché

Nous (Nathalie Bernard et Thomas Marissal) recherchons des étudiants motivés, persévérants, curieux, appréciant le travail en équipe et ayant une formation de base en neurosciences et/ou en biologie cellulaire. Les étudiants intéressés doivent se sentir à l'aise avec les expériences sur souris qui seront réalisées, bien entendu, dans le strict respect des règles éthiques et du bien-être animal et en présence du superviseur.
Par ailleurs, nous souhaitons accueillir des étudiants souhaitant poursuivre un doctorat, et dont le dossier présente un réel potentiel pour obtenir une bourse de doctorat via soit le concours de l'école doctorale 62, soit le concours international de cotutelle organisé par NeuroSchool.
En contrepartie, nous (les encadrants) garantissons aux étudiants un environnement de recherche translationnelle bienveillant et stimulant, qui leur permettra de progresser rapidement, d'apprendre de nombreuses techniques d'imagerie, de neurobiologie, de biologie cellulaire, de génétique, et, le cas échéant, d'obtenir un financement de thèse.

Établissement d'accueil

Ce projet est basé sur une collaboration entre deux laboratoires sur deux campus : le campus de Luminy à l’INMED (la plupart du temps, 70%) et le campus de la Timone à MMG (30%).
Les cultures organotypiques et l’imagerie calcique seront réalisées sous la supervision du Dr. Thomas Marissal à l’INMED, Luminy. Thomas Marissal (TM) est chargé de recherche à l’Institut Méditerranéen de Neurobiologie (Inmed) dans l’équipe Neuronal coding and plasticity in epilepsy. Il est spécialisé dans la physiopathologie des interneurones, l’imagerie calcique et le comportement des souris.
L’immunohistochimie, l’imagerie confocale et l’analyse de la myélinisation seront réalisées sous la supervision du Dr. Nathalie Bernard-Marissal à la MMG, Timone.
Nathalie Bernard (NBM) est chargée de recherche (INSERM) à la génétique médicale de Marseille (MMG) dans l’équipe de neuromyologie translationnelle. Elle est spécialisée dans le métabolisme neuronal, l’interaction neurone-glium ainsi que la biologie moléculaire et la conception de vecteurs AAV.