Contrôle dopaminergique de la motricité au niveau cortical et striatal

Dopaminergic control of motor function in the cortex and the striatum

• Auteur / Autrice : Clément Vitrac
• Direction : Afsaneh Gaillard, Marianne Benoit-Marand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 24/09/2014
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale biologie-santé - Bio-santé (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de neurosciences expérimentales et cliniques - LNEC (Poitiers ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Jaber
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Afsaneh Gaillard, Marianne Benoit-Marand, Pierre-Olivier Fernagut
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Chalon, Jérôme Baufreton

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrophysiologie

Maladie de Parkinson

Dopamine

Corps strié

Aire motrice

Mots clés libres

Cortex moteur primaire

Striatum

Dopamine

Parkinson

Électrophysiologie in vivo

Primary motor cortex

Striatum

Dopamine

Parkinson

In vivo electrophysiology

Résumé

Le cortex moteur primaire et le striatum permettent la planification et la sélection de mouvements. La dopamine régule l'activité des neurones dans ces deux structures. La perte des neurones à dopamine projetant de la substance noire compacte vers le striatum est à l'origine de troubles moteurs observés dans la maladie de Parkinson. Nous avons caractérisé le contrôle par la dopamine des neurones du cortex moteur primaire chez la souris et avons démontré que les fibres dopaminergiques innervent préférentiellement la représentation des membres antérieurs dans les couches corticales profondes. Nous avons montré que la dopamine module localement l’activité électrophysiologique des neurones cortico-striataux via les récepteurs D2. Ces résultats montrent que la dopamine peut exercer un contrôle direct sur la motricité au niveau des neurones du cortex moteur primaire. Nous avons par la suite déterminé le potentiel des thérapies cellulaires dans un modèle animal de la maladie de Parkinson. Les approches actuelles privilégient la greffe ectopique de neurones à dopamine dans la région cible, le striatum. Nous avons choisi une approche alternative consistant à pratiquer la greffe au niveau de la région lésée, la substance noire compacte. Nous avons montré chez la souris que la lésion des neurones dopaminergiques altère les propriétés électrophysiologiques des neurones du striatum et que la greffe homotopique de neurones entraîne une meilleure récupération de ces caractéristiques électrophysiologiques que la greffe ectopique dans le striatum.Ces résultats ouvrent des perspectives d'étude des effets de la greffe homotopique sur l'activité des autres structures contrôlant la motricité.

Primary motor cortex and striatum are involved in movement planification and selection. Dopamine regulates the neuronal activity of these two structures. The motor impairments observed in Parkinson's disease originates from the loss of dopamine neurons projecting from the substantia nigra pars compacta to the striatum.We characterized the dopaminergic control of the neurons of primary motor cortex in mice and we demonstrated that dopaminergic fibers preferentially innervate the forelimb representation map in the deep cortical layers. Furthermore, we demonstrated that dopamine locally modulates the electrophysiological activity of the cortico-striatal neurons through D2 receptors. These results show that dopamine can directly control motor function by influencing neuronal activity in primary motor cortex.Thereafter, we determined the potential of cell replacement therapies in an animal model of Parkinson's disease. In most studies, the transplanted dopamine neurons have been placed within the striatum. We have chosen an alternative approach by grafting neurons into the lesioned nucleus, substantia nigra. We showed in mice that the lesion of dopaminergic neurons impaired the electrophysiological properties of the striatal neurons. Whereas these properties are not fully restored with an intra-striatal transplant, all the electrophysiological characteristics are recovered with an intra-nigral graft. This result opens new perspectives to study the homotopic graft effects on the activity of the other structures controlling motor function.