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Thèse Marion Décossas

Redistribution subcellulaire du Rm2 et activité électrique Rm2 dépendante dans les neurones du ganglion cervical supérieur (GCS), in vitro.

Le 12 décembre 2003

Résumé

Dans le système nerveux central, les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), après synthèse dans le cytoplasme sont principalement adressés à la membrane plasmique des neurones où ils interagissent avec les neurotransmetteurs. De nombreuses données in vitro suggèrent que l’abondance membranaire en RCPG conditionne la réactivité neuronale à la stimulation. Cependant, il existe peu de données concernant ces phénomènes in vivo.
L’essentiel de ce travail a concerné l’étude des effets de modifications de l’environnement cholinergique sur le trafic intraneuronal de l’autorécepteur muscarinique, le récepteur m2 (Rm2) dans les neurones cholinergiques basalocorticaux, in vivo, grâce à des approches d’immunohistochimie en microscopie optique et électronique. Nous avons également étudié les modifications de distribution subcellulaire du Rm2 lors de variations de l’environnement en acétylcholine (ACh) en relation avec l’activité électrique Rm2 dépendante. Pour cela nous avons utilisé une approche combinée d’électrophysiologie et d’immunohistochimie du Rm2, sur le modèle des neurones du ganglion cervical supérieur, in vitro.

Redistribution subcellulaire du Rm2 après inhibition aiguë de l'AChE et chez des souris knock-out pour le gène de AChE dans les neurones basalocorticaux, in vivo.
Nous avons étudié l'effet de stimulations aiguë et chronique sur la distribution subcellulaire du Rm2 postsynaptiques dans le noyau basal magnocellulaire (NBM) (corps cellulaires et dendrites) et présynaptiques dans le cortex frontal (terminaisons). Pour ce faire, nous avons utilisé deux modèles animaux: des souris traitées de façon aiguë avec un inhibiteur de l'acétylcholinestérase (AChE) et des souris dont le gène de l'AChE a été inactivé par knock-out.
Nous avons montré que l'hypercholinergie aiguë et chronique dues à l'inhibition aiguë et chronique de l'AChE induisent une diminution de la quantité de Rm2 localisés à la membrane plasmique du compartiment somato-dendritique. Cependant, les mécanismes mis en jeu semblent différents: 1) internalisation du Rm2 dans des endosomes après inhibition aiguë et 2) stockage exagéré du Rm2 dans le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi chez les souris AChE -/-. Des stimulations aiguës ou chroniques, en modifiant la distribution intraneuronale du Rm2 et notamment en diminuant leur densité à la membrane pourraient, moduler la réceptivité des neurones cholinoceptifs, via des phénomènes de désensibilisation ou de downregulation, respectivement. A l'inverse, la densité de Rm2 à la membrane des terminaisons corticales est augmentée uniquement après inhibition chronique de l'AChE. Le Rm2 cortical étant connu pour réguler la libération d'ACh, il est possible que l'augmentation du nombre de Rm2 situés à la membrane des terminaisons cholinergiques induise chez les souris AChE -/-, des modifications de la libération d'ACh corticale.


Redistribution subcellulaire du Rm2 et activité électrique Rm2 dépendante dans les neurones du ganglion cervical supérieur (GCS), in vitro.
Nous avons étudié les neurones du ganglion cervical supérieur (GCS) in vitro, modèle dans lequel une réponse électrophysiologique spécifiquement due à la stimulation du Rm2 a été identifiée. En effet, dans ce ganglion, la stimulation du Rm2 induit une inhibition des canaux Ca++ en impliquant une voie rapide et dépendante du voltage. En utilisant une approche combinée d’électrophysiologie et d’immunohistochimie du Rm2, nous avons alors corrélé une diminution du nombre de Rm2 membranaires due à une stimulation à long terme avec une diminution de sa capacité à inhiber le courant Ca++. Ainsi, nos résultats suggèrent que les propriétés électriques des neurones peuvent être modulées par l’environnement en neurotransmetteurs via des mécanismes impliquant le trafic membranaire des récepteurs.

Redistribution subcellulaire du Rm2 dans les neurones basalocorticaux au cours du vieillissement, in vivo.
Au cours du vieillissement, une diminution globale de l’efficacité de la transmission cholinergique a été rapportée. Dans ce contexte, nous avons montré que dans les neurones cholinergiques du NBM, les densités de Rm2 à la fois membranaires et cytoplasmiques diminuent. Nos résultats suggèrent donc qu’au cours du vieillissement, le Rm2 subit une downregulation se traduisant notamment par une diminution de l’abondance en Rm2 membranaires au sein du compartiment somato-dendritique. Ceci pourrait participer aux modifications de l’efficacité de la transmission cholinergique observées au cours du vieillissement.
Au niveau présynaptique dans le cortex frontal, nous avons également observé une diminution du nombre total de Rm2 mais sans modification du nombre de récepteurs membranaires. Il est donc probable que la diminution de libération d’ACh corticale observée au cours du vieillissement ne passe pas par une modification de l’abondance membranaire en l’autorécepteur m2.

Focus


Marion Décossas (photographiée par Loïc Grattier) a préparé sa thèse dans le Laboratoire "Histologie-Embryologie" (CNRS UMR 5541) sous la direction de Véronique Bernard.