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J-M Israel, S. Oliet et P. Ciofi dans Front Neurosci.

"Une tranche de vie : l'activité électrique de l'hypothalamus in vitro"

Le 19 juillet 2016

Israel JM, Oliet SH, Ciofi P. Electrophysiology of Hypothalamic Magnocellular Neurons In vitro: A Rhythmic Drive in Organotypic Cultures and Acute Slices.  Front Neurosci. 2016 Mar 31;10:109. 2016 

Cette étude fait suite à notre récente publication concernant l'activité pulsatile des neurones à ocytocine (Israel et al., 2014; voir précédente presentation et vidéo). Ci-dessous suit un aperçu du contexte.) Photos de haut en bas: Jean Marc Israel, Stéphane Oliet et Philippe Ciofi de l'équipe "Glia-neuron relations" Neurocentre Magendie


 (English version) Philippe Ciofi: "Quand les hormones hypophysaires furent découvertes dans les années 50, elles furent considérées comme des messagers lents dont les niveaux sanguins restent relativement constants et n'évoluent que très progressivement pour répondre aux besoins de leurs organes-cibles (gonades, foie, thyroïde, etc...).

Cependant, avec les progrès des méthodes d'analyse du sang dans les années 1970, les endocrinologues constatèrent que les taux circulants des hormones hypophysaires fluctuent rapidement et régulièrement. Ces fluctuations, ou "pulsatilité", apparurent typiques de l'activité hypophysaire, indispensables à l'action biologique des hormones, et se révélèrent altérées dans de nombreuses pathologies.

Il fut dès lors important de comprendre les mécanismes de cette pulsatilité. Sachant que chaque hormone hypophysaire est contrôlée par des cellules neuroendocrines spécifiques de l'hypothalamus, les physiologistes recherchèrent une "pulsatilité hypothalamique", ce qui se matérialisa en 1973 par la découverte de l'activité électrique pulsatile des cellules neuroendocrines à ocytocine. Ces cellules sont connues pour sécréter périodiquement la bouffée d'ocytocine déclenchant chaque contraction utérine lors de l'accouchement, puis chaque montée de lait.

Par la suite, il s'agit de définir si la pulsatilité des neurones à ocytocine est liée à une propriété autonome spécifique des cellules neuroendocrines, ou si elle leur est transmise par un système générateur indépendant. La meilleure approche expérimentale, l'analyse électrophysiologique, fut conduite sur deux modèles simplifiés : la culture de tissu hypothalamique et la tranche hypothalamique en survie.

A l'issue de ces recherches initiées à la fin des années 1970, on constata que la pulsatilité était plus facilement observable sur le modèle de culture que sur celui, plus répandu, de tranche en survie. C'est pourquoi notre étude de 2014 fut réalisée sur culture, ce qui nous permit de montrer que la pulsatilité provient d'un générateur indépendant.

En science, la controverse survient de la divergence des modèles utilisés. Ainsi, pour consolider notre démonstration, nous fallut-il aussi comprendre pourquoi la pulsatilité des neurones à ocytocine n'est pas visible sur le modèle de tranche en survie.

Précisément, dans cet article de 2016, nous proposons tout simplement que lors de la préparation de la tranche en survie, les neurones à ocytocine sont physiquement déconnectés de leur générateur, d'où leur non-pulsatilité. Nous montrons donc la limitation de l'approche pour cette question spécifique, une situation somme toute assez courante avec les modèles simplifiés.
Plusieurs laboratoires recherchent actuellement les mécanismes de la pulsatilité des hormones hypophysaires, une tâche de longue haleine. Notre étude illustre la diversité des phénomènes biologiques dans ce contexte, et rappelle qu'en Physiologie la réponse définitive est apportée in vivo."


Distribution des neurones à ocytocine dans l'hypothalamus. Coupe transversale montrant la répartition des corps cellulaires dans les noyaux paraventriculaire (1) et supraoptique (2), ainsi que les axones (3) cheminant entre les deux noyaux. Rat nouveau-né. Immunofluorescence.


Détail du noyau supraoptique montrant les cellules neuroendocrines produisant l'ocytocine (vert) ou la vasopressine (rouge). Noter l'aspect punctiforme du signal dénotant la présence des neurohormones dans leurs sites de stockage intracellulaire. Rat nouveau-né. Double-immunofluorescence.

 

Philippe Ciofi / philippe.ciofi(at)inserm.fr
Dernière mise à jour le 26.07.2016