Etude du rôle des canaux chloriques dans la survie des neurones transitoires du cortex de la souris

Le cortex cérébral contrôle la perception sensorielle ainsi que les fonctions motrices et cognitives (mémoire, pensée, réflexion…) et joue donc un rôle essentiel dans le fonctionnement du cerveau des mammifères. La mise en place de cette structure au cours du développement embryonnaire nécessite une coordination très fine de la génération des différents types cellulaires, du contrôle de leur migration et de leur positionnement final. Il est également de plus en plus reconnu que l’élimination de certains types de cellules neuronales au cours du développement périnatal est fondamentale pour la mise en place d’un cortex cérébral normal. Le maintien de ces cellules au stade adulte chez l’homme est associé notemment à des crises d’épilepsie. Certaines cellules transitoires du cortex spécialisées dans le développement du cerveau jouent un rôle clef dans la migration neuronale et la mise en place des aires corticales. Chez la souris, elles sont divisées en 3 sous-populations selon leurs origines et meurent massivement entre 8 jours et 25 jours après la naissance. Nos travaux ont impliqué l’activité électrique comme étant responsable de la mort de seulement une fraction de ces cellules. La concentration intracellulaire de chlore joue un rôle critique dans l’activité des neurones corticaux, et change drastiquement après la naissance suite à des variations importantes dans l’expression de protéines impliquées dans le transport du chlore. Or, nos cellules transitoires d’intérêt ne réalisent pas ce changement, ce qui pourrait aussi être à l’origine de leur mort. Ainsi, ce projet vise à identifier l’impact de l’expression des protéines impliquées dans le transport du chlore sur la mort des cellules transitoires d’intérêt grâce à l’utilisation de modèles de souris génétiquement modifiées.

A terme, les résultats de ces travaux nous permettront de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à la mort de nos cellules transitoires d’intérêts au cours du développement du cerveau chez la souris et ainsi de mieux appréhender leur importance dans l’apparition de pathologies neurologiques chez l’homme.

Le tatouage pour l’identification (1 minute) et un prélèvement de la queue pour génotypage (10 secondes) seront réalisés sur tous les nouveaux-nés du projet, à l’état vigile, dans leur deuxième semaine post-natale. Parmi les 1344 animaux du projet, 288 animaux subiront deux injections successives intrapéritonéales (10 secondes chacune) d’analgésiques et d’anesthésiants avant de subir une chirurgie d’exsanguination intracardiaque par perfusion de paraformaldehyde (10 minutes).

Les nouveaux-nés subiront un stress léger lié à la contention, au tatouage et une douleur légère liée à la biopsie de queue. Les animaux subiront un stress et une douleur légère liés aux injections intrapéritonéales

Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet, soit afin d’être prélevés pour les besoins des études histologiques. soit après avoir permis de générer les animaux nécessaires auxétudes histologiques.

Les questions scientifiques que nous nous posons ne peuvent être étudiées que sur des cerveaux de mammifères. Il s’agit ici d’études sur le développement et le fonctionnement du cerveau, qui ne peuvent être reproduites dans des systèmes autres que celui du mammifère car nos cellules d’interêt n’existent que chez les mammifères. Le développement du cerveau des mammifères et de son fonctionnement est de mieux en mieux caractérisé chez la souris avec de nombreux modèles génétiques, ce qui en fait un modèle de choix. Aucun modèle in vitro ne peut mimer à ce jour toutes les étapes de son développement dans leur complexité et la richesse des interactions des nombreux types cellulaires qui y prennent part.

Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, nous optimisons les croisements des lignées transgéniques. Nous étudions à la fois les mâles et les femelles et nous optimisons au maximum les échantillons obtenus en réalisant plusieurs séries de coupes par cerveau pour réaliser plusieurs marquages différents sur un même cerveau. Pour les études histologiques, les effectifs ont été déterminés pour mettre en évidence une différence statistique.

Les animaux sont maintenus en groupes sociaux dans un environnement enrichi (bâtonnet à ronger et coton pour la nidification) avec eau et nourriture ad libidum. La mise à mort est effectuée en limitant le plus possible la douleur, la souffrance et l’angoisse de l’animal. Des points limites ont été mis en place afin d’arrêter, minimiser ou diminuer la souffrance et/ou la détresse d’un animal d’expérimentation à l’aide de mesures telles que l’euthanasie, l’arrêt du processus qui le fait souffrir, ou l’application d’un traitement visant à le soulager.

La souris représente un organisme modèle de choix pour mener ces études sur le fonctionnement des circuits neuronaux, principalement en raison de la similarité des mécanismes fondamentaux du développement du cerveau entre les rongeurs et l’Homme. En effet, seuls les Mammifères présentent un néocortex organisé en couches inversées, grâce à la présence des cellules transitoires d’intérêt. Nous allons étudier les rôles de l’expression des deux protéines impliquées dans le transport du chlore sur la survie des cellules transitoires d’intérêt soit 8 jours après lar naissance (au début la période de mort de nos cellules d’intérêt) soit 25 jours après lar naissance (à la fin de leur période de mort).