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NanoSpace avec Jérôme Badaut et Valentin Nagerl

Un projet ANR accepté / Un financement pour Valentin Nagerl et Jérôme Badaut de 585 866 euros

Le 29 août 2017


 Role de l’aquaporin 4 astrocytaire dans la plasiticté cérébrale après un traumatisme crânien: Etude combinant IRM et microscopie STED"
(photo: gauche-droite: Jérôme Badaut-Valentin Nagerl)

Une collaboration entre Jérôme Badaut: Team leader de l’INCIA: Brain Molecular Imaging et Valentin Nagerl: Team leader de l’IINS: Synaptic Plasticity and Super-Resolution Microscopy

Le traumatisme crânien chez l’enfant est la première cause de mortalité et d’handicap en Europe. Le trauma, même léger, entraine des complications sensori-motrices et des troubles de la mémoire jusqu’á plusieurs années après l’évènement. Ces effets à long-terme ne sont pas uniquement la cause d’une destruction locale du tissu nerveux mais aussi une altération á distance de ce dernier, avec des changements de l’activité synaptique. L’aquaporine-4 astrocytaire joue un rôle clé dans la régulation de l’espace extracellulaire et dans l’activité synaptique, cependant son implication dans les changements á distance du site d’impact reste encore inconnus. Ici, on se propose d’étudier comment le trauma modifie l’expression d’AQP4 dans les astrocytes, ainsi que l’espace extracellulaire, la morphologie des synapses, le comportement et les fonctions locomotrices.
On mesura ensuite les effets de la rééducation physique sur ces mesures dans 3 parties indépendantes:
1) Mesurer les effets à long-terme du trauma sur les structures cérébrales et le comportement en utilisant un nouveau de modèle de traumatisme crânien sur les jeunes souris á postnatal 17 jours. Nous effectuerons des analyses multimodales et multi-échelles sur les structures et fonctions cérébrales (microscopie STED, histologies, IRM, et comportement) à 3 et 12 mois après la lésion.

2) Application d’un protocole de rééducation physique pour améliorer la récupération des structures cérébrales ainsi que les performances fonctionnelles

3) Déterminer le rôle de l’AQP4 pendant la récupération du trauma crânien en utilisant des souris transgénique ayant une absence du gène AQP4 Par l’unification d’expertises complémentaires sur la plasticité synaptique et la microscopie haute-résolution (Nägerl) et la pathophysiologie des lésions cérébrales et l’IRM (Badaut), le projet NanoSpace va amener de nouveaux éclairages sur comment le cerveau s’adapte et récupère après un traumatisme crânien.


AQP4 (red) labeling is visible around blood vessels (A) and significantly decrease expression in jTBI at 2 months after the injury (Fukuda et al., Neuroscience 2012)

Role of astrocyte aquaporin-4 in brain structure remodeling after traumatic brain injury: a combined MRI and STED microscopy study

Traumatic brain injury (TBI) is the first cause of disability and death in Europe among children. TBI entails significant complications for memory and sensorimotor functions several years after the initial event. These long-term effects are not only caused by local destruction of brain tissue and but also by alterations in remote brain areas, reflected in remodeled brain structure and dysregulated synaptic activity. While astrocytic aquaporin 4 (AQP4) plays a prominent role in regulating brain extracellular space and synapses, its potential involvement in the impact of TBI on remote brain areas remains unknown. Here, we propose to study how TBI alters AQP4 expression in astrocytes, disrupts ECS, synapse morphology and behavioral and locomotor performance.

We will assess the effects physical therapy on these outcomes after TBI. We will therefore:

1) Determine the long-term impact of TBI on brain structure and behavior by using a new TBI model on P17 mice and performing a multi-scale and multi-modal analysis of brain structure and function (STED microscopy, histology, MRI, behavior) at 3 and 12 months after injury.

2) Intervene with physical therapy to improve recovery of brain structure and behavioral performance after TBI.

3) Determine the role of AQP4 during recovery from TBI by using transgenic mice, which lack AQP4. Uniting complementary expertise in synaptic plasticity and super-resolution microscopy (Nägerl) and pathophysiology of brain injuries and MRI (Badaut), the proposed project NanoSpace will provide mechanistic insights into how the brain adapts and recovers after traumatic brain injury.

"Jerome badaut" <jb.neurovasc@gmail.com> / valentin.nagerl@u-bordeaux.fr
Dernière mise à jour le 09.10.2017