Le devenir des cellules souches neuronales
Porteur de projet : Pr. Pierre-Marie Lledo, unité « Perception et Mémoire » de l’Institut Pasteur, Paris
Titre du projet : « Analyse phénotypique et fonctionnelle des cellules souches neuronales : applications thérapeutiques aux maladies neurodégénératives »
Subvention attribuée par la FRC en 2003 : 30 000 €
Description du projet
La mémoire olfactive a un rôle social, affectif, et un fort potentiel émotionnel. Les odeurs peuvent déclencher instantanément de vives émotions qui deviennent elles-mêmes des émotions qui viendront influencer nos comportements futurs. Elles sont capables de faire revenir des pans entiers de souvenirs perdus. « Nous avons découvert que cette qualité de la mémoire olfactive était due à l’arrivée en permanence de nouveaux neurones vers le cortex olfactif » explique le Pr. Pierre-Marie Lledo. Les souches neuronales sont produites au cœur du cerveau adulte. Elles se dirigent vers le bulbe olfactif et se révèlent capables de fabriquer de nouveaux neurones, eux-mêmes capables d’intégrer des réseaux cellulaires existants et d’y établir de nouvelles connexions. Du fait de cette capacité de renouvellement des neurones, l’étude du système olfactif permet d’explorer le rôle de la neurogenèse dans le fonctionnement des circuits neuronaux.
Le phénomène de neurogenèse chez l’adulte a un potentiel thérapeutique pour de nombreuses maladies neurodégénératives. Il reste cependant trop mal connu et plusieurs questions restent à élucider : comment le patron de connections formé par les nouvelles cellules est-il contrôlé ? Comment la stabilité de la mémoire et du traitement de l’information est-elle maintenue quand les cellules et les synapses sont constamment perdues et remplacées par de nouvelles ?
Les travaux de ces chercheurs sur le traitement et la conservation de l’information sensorielle visent à préciser les bases cellulaires et moléculaires de la perception olfactive, de l’apprentissage et de la mémoire. Ces recherches sont orientées aussi vers l’analyse des conséquences fonctionnelles de la neurogenèse adulte sur les fonctions cognitives. En combinant des approches moléculaires, neuro-anatomiques, électrophysiologiques et comportementales, ces chercheurs étudient comment l’acquisition et la rétention de traces mnésiques* prennent place dans un système dynamique soumis à une réorganisation permanente.
Dans ce contexte, l’équipe du Pr. Pierre-Marie Lledo a montré comment les remaniements morphologiques et fonctionnels des réseaux de neurones sont particulièrement adaptés aux taches d’apprentissage qui persistent chez l’adulte. Le cerveau adulte possède la capacité à se remodeler et à s’adapter aux changements qui surviennent au cours de la vie : c’est ce qu’on appelle la plasticité cérébrale.
*Désigne ce qui est conservé par la mémoire. Modification du tissu nerveux, empreinte qui y est laissée et qui constitue la base neurophysiologique.
Publications
Les résultats obtenus durant ces dernières années où ces chercheurs ont bénéficié du soutien de la FRC ont porté sur : 1) les propriétés électrophysiologiques du réseau bulbaire qui traite puis conserve temporairement l’information sensorielle ; 2) les remaniements de l’organisation anatomique et fonctionnelle du bulbe olfactif, induits par le degré des entrées sensorielles ; 3) les conséquences du renouvellement des neurones bulbaires, tant sur le traitement de l’information qu’au niveau comportemental ; 4) la fonction d’une protéine de la matrice extracellulaire sur la mise en place postnatale du réseau bulbaire, et 5) la mise en place précoce des fonctions olfactives au sein d’un modèle murin.
Ces avancées ont permis au Pr. Pierre Marie Lledo de répondre favorablement à l’invitation d’éditeurs afin de rédiger des revues de synthèse sur l’olfaction et la neurogenèse chez l’adulte.
Ces travaux ont donné lieu à 13 publications remerciant le soutien de la FRC, dans des journaux scientifiques très respectés du domaine :
– Katsimpardi L, Gaitanou M, Malnou CE, Lledo PM, Charneau P, Matsas R, Thomaidou D. BM88/Cend1 expression levels are critical for proliferation and differentiation of subventricular
zone-derived neural precursor cells. Stem Cells. 2008 26:1796-807.
– Mouret A, Gheusi G, Gabellec MM, de Chaumont F, Olivo-Marin JC, Lledo PM. Learning and survival of newly generated neurons: when time matters. J Neurosci. 2008 28:11511-6.
– Alonso M, Ortega-Pérez I, Grubb MS, Bourgeois JP, Charneau P, Lledo PM. Turning astrocytes from the rostral migratory stream into neurons: a role for the olfactory sensory organ. J Neurosci. 2008 28:11089-102.
– Grubb MS, Nissant A, Murray K, Lledo PM. Functional maturation of the first synapse in olfaction: development and adult neurogenesis. J Neurosci. 2008 28:2919-32.
– Gabellec MM, Panzanelli P, Sassoè-Pognetto M, Lledo PM. Synapse-specific localization of vesicular glutamate transporters in the rat olfactory bulb. Eur J Neurosci. 2007 25:1373-83.
– Lagier S, Panzanelli P, Russo RE, Nissant A, Bathellier B, Sassoè-Pognetto M, Fritschy JM,
Lledo PM. GABAergic inhibition at dendrodendritic synapses tunes gamma oscillations in the olfactory bulb. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 104:7259-64.
– Gheusi G, Lledo PM. Control of early events in olfactory processing by adult neurogenesis. Chem Senses. 2007 32:397-409.
-Lledo PM, Alonso M, Grubb MS. Adult neurogenesis and functional plasticity in neuronal circuits.
Nat Rev Neurosci. 2006 7:179-93. Review.
– Romero-Grimaldi C, Gheusi G, Lledo PM, Estrada C. Chronic inhibition of nitric oxide synthesis enhances both subventricular zone neurogenesis and olfactory learning in adult mice. Eur J Neurosci. 2006 24:2461-70.
– Lledo PM, Lagier S. Adjusting neurophysiological computations in the adult olfactory bulb.
Semin Cell Dev Biol. 2006 17:443-53. Review.
– Lemasson M, Saghatelyan A, Olivo-Marin JC, Lledo PM. Neonatal and adult neurogenesis provide two distinct populations of newborn neurons to the mouse olfactory bulb. J Neurosci. 2005 25:6816-25.
– de Chevigny A, Lemasson M, Saghatelyan A, Sibbe M, Schachner M, Lledo PM. Delayed onset of odor detection in neonatal mice lacking tenascin-C. Mol Cell Neurosci. 2006 32:174-86.
– Rochefort C, Lledo PM. Short-term survival of newborn neurons in the adult olfactory bulb after exposure to a complex odor environment. Eur J Neurosci. 2005 22:2863-70.
Crédit photo : Inserm/Constans, Jean-Marc
Le Pr. Pierre-Marie Lledo, neurobiologiste, dirige le département de Neuroscience de l’Institut Pasteur. Il est également responsable de l’unité « Perception et Mémoire » de l’Institut Pasteur et codirige le laboratoire « Gènes, Synapses & Cognition » du CNRS avec Pierre-Jean Corringer.
Pierre-Marie Lledo est spécialiste de l’exploration du fonctionnement du cerveau dans ses possibilités d’adaptation et de régénération. Il est reconnu pour ses études sur l’interaction entre les entrées sensorielles et la plasticité cérébrale, lorsque la malléabilité du système nerveux permet aux expériences vécues de façonner le câblage permanent du cerveau. Cette plasticité adulte ouvre de nouvelles perspectives pour ceux qui sont atteints de troubles liés à un traumatisme ou à une maladie dégénérative.
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