Plasticité GABAergique et épilepsie : focus sur le proBDNF

GABAergic plasticity and epilepsy : focus on proBDNF

• Auteur / Autrice : Baptiste Riffault
• Direction : Christophe Porcher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 25/02/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INMED - Institut de Neurobiologie de la Méditerranée (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : François Feron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Porcher, François Feron, Sabine Levi, Pascal Branchereau, Nicola Kuczewski, Yehezkel Ben Ari
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sabine Levi, Pascal Branchereau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux neuronaux (physiologie)

Récepteurs GABA

Épilepsie

GABA

Mots clés libres

Gaba

Bdnf

P75ntr

Épilepsie

Kcc2

Gaba

Bdnf

P75ntr

Epilepsy

Kcc2

Résumé

Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) synthétisé sous la forme d'un précurseur (proBDNF) qui peut être clivé pour donner sa forme mature (mBDNF). Le mBDNF et le proBDNF produisent des réponses physiologiques opposées par l'activation de deux classes distinctes de récepteurs transmembranaires : respectivement, le récepteur TrkB et p75NTR. Le ratio mature/pro-BDNF est un élément important impliqué dans la plasticité synaptique, la formation des circuits neuronaux et in fine les fonctions cognitives. Les altérations dans ce clivage peuvent ainsi expliquer l’émergence de conditions pathologiques post-lésionnelles, comme la mort cellulaire induite par un état de mal épileptique. Au cours de ma thèse, j'ai montré que l'altération de la maturation du BDNF in vitro, provoquait, via le récepteur p75NTR, une altération de l’activité GABAergique. Par ailleurs, au cours des crises d'épilepsies, les réponses dépolarisantes et excitatrices du GABA, soutenus par la baisse d’expression et d’activité du co-transporteur KCC2, ont été rapportées. Ainsi, in vivo, j’ai montré que la voie proBDNF/p75NTR module l'homéostasie chlore au cours du développement et dans des processus d’épileptogenèse. Pendant le développement, l’activation de la voie proBDNF/p75NTR contrôle le passage d’un GABA immature dépolarisant à un GABA mature hyperpolarisant via KCC2. Pendant l’épileptogenèse, le proBDNF via p75NTR contribuerait à l’hyperexcitabilité des réseaux neuronaux. De plus, le blocage de p75NTR permet de réduire le nombre de crises épileptiques. En conclusion, proBDNF/p75NTR est un facteur clé dans la séquence maturative du GABA et dans la mise en place de l’épilepsie du lobe temporal.

The brain-derived neurotophic factor (BDNF) is synthesized as a precursor (proBDNF) that can be processed intracellularly to the mature form (mBDNF). mBDNF and proBDNF are assumed to produce opposing physiological responses mediated by the activation of two distinct classes of transmembrane receptors, the TrkB and the p75NTR respectively. The proteolysis of proBDNF is crucial for cognitive functions; its impairment may account for the emergence of brain disorders such as epilepsy. During my thesis, I showed that alteration in BDNF maturation in vitro triggers an up-regulation of p75NTR, inducing a disruption of GABAergic transmission. Moreover, in epilepsy, depolarizing and excitatory GABAergic responses, due to alteration of KCC2, have been reported. Interestingly, I described novel insights into the proBDNF/p75NTR mechanisms and function in vivo in modulating chloride homeostasis during the development of neuronal networks and in the pathogenesis of epilepsy. In physiological conditions, p75NTR activation by proBDNF may be a key regulator in shaping neural circuitry and synaptic plasticity. Moreover, I have shown that proBDNF/p75NTR to mBDNF/TrkB ratio may control the timing of the developmental shift of GABA depolarizing to hyperpolarizing. During epileptogenesis, proBDNF via p75NTR alters the excitatory/inhibitory equilibrium thereby enhancing neuronal activity through the inhibition of KCC2 function. Hence, blockade of p75NTR can prevent some of the epileptogenic mechanisms. Altogether, these data provide the first compelling evidence that proBDNF disrupts the GABA excitatory/inhibitory developmental sequence, which then favors the emergence of epileptic disorders.