Etude de l’apprentissage et de la mémoire spatiale à long terme après une exposition postnatale du cerveau ou du gyrus denté dorsal, à des doses faibles à modérées de rayonnements ionisants : rôle de la neurogenèse hippocampique adulte.

Study on learning and long-term spatial memory after postnatal brain exposure or only the dorsal dentate gyrus exposure, of low-to-moderate dose of ionizing radiation : role of the adult hippocampal neurogenesis.

• Auteur / Autrice : Céline Serrano
• Direction : Philippe Lestaevel, Christelle Durand, Roseline Poirier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie
• Date : Soutenance le 19/10/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Radiotoxicologie Expérimentale (Fontenay-aux-Roses, Hauts-de-Seine)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté de pharmacie (Orsay, Essonne ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Denis David
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphanie Daumas, Christelle Adam-Guillermin, Damien Ricard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphanie Daumas, Christelle Adam-Guillermin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurogenèse

Mémoire spatiale

Irradiation à faible dose

Rayonnements ionisants -- Effets physiologiques

Mots clés libres

Doses faibles à modérées de rayonnements ionisants

Exposition postnatal

Mémoire spatiale

Gyrus denté dorsal

Neurogènse hippocampique adulte

Low-To-Moderate doses of ionizing radiation

Postnatal Exposure

Spatial memory

Dorsal dendate hgyrus

Hippocampal adult neurogenesis

Résumé

Les effets d’une exposition cérébrale à des doses faibles à modérées de rayonnements ionisants (RIs) sur la cognition des adultes exposés pendant leur enfance ne sont pas clairement établis chez l’Homme et un manque de données expérimentales existe à ce sujet. Toutefois, les études menées à fortes doses nous rapportent que l’irradiation (IR) de l’hippocampe (HPC), un des lieux de neurogenèse adulte, semble jouer un rôle dans l’apparition des troubles cognitifs à l’âge adulte. Dans cette thèse, nous avons étudié et comparé les effets d’une irradiation postnatale du cerveau entier (CV) ou du gyrus denté dorsal (GDD) de l’HPC sur la mémoire spatiale à long-terme (MSLT). Les deux modèles ont été exposés avec une dose unique de 0.25, 0.5, 1 ou 2 Gy. Nos résultats démontrent que l’apprentissage n’est pas modifié, 3 mois après l’IR, dans toutes nos conditions expérimentales. La restitution de la mémoire spatiale, testée 10 jours plus tard, est altérée seulement par l’exposition du GDD à la dose de 1 Gy. Ainsi, nous avons démontré que la relation dose réponse n‘est pas linéaire après une exposition localisée du GDD.Nous avons également démontré que l’exposition du CV ou du GDD à la dose de 1 Gy impacte différemment la neurogenèse hippocampique adulte, un processus cellulaire impliqué dans la MSLT. L’exposition localisée du GDD induit, entre autres, une augmentation de la prolifération cellulaire alors qu’une exposition du CV induit leur diminution, 2 mois après l’IR. Seule l’exposition du GDD a pour conséquence de diminuer le pourcentage de nouveaux neurones matures, 3 mois après l’IR. Les altérations différentes du processus de neurogenèse hippocampique adulte pourraient expliquer, en partie, les résultats obtenus lors de la restitution de la mémoire spatiale, dans nos deux modèles exposés à la dose de 1 Gy. Ces résultats démontrent que l’exposition du CV est moins délétère que l’exposition du GDD dans nos conditions expérimentales. Cette étude permet d’améliorer nos connaissances sur les effets d’une exposition à des doses faibles à modérées de RIs sur le cerveau et une sous-structure de l’hippocampe.

The effects of cerebral exposure at low-to-moderate doses of ionizing radiation (IRs) on the adult cognition exposed during childhood are not clearly established in humans and there is a lack of experimental data on this subject. However, high-dose studies teach us that hippocampus (HPC) irradiation (IR), a site of adult neurogenesis, appears to participate in the development of cognitive impairment in adulthood. In this thesis, we investigated and compared the effects of postnatal whole brain (WB) or dorsal dentate gyrus (DDG) of HPC exposure , on long-term spatial memory (MSLT). Both models were exposed with a single dose of 0.25, 0.5, 1 or 2 Gy. Our results provide evidence that learning is not affected, 3 months after IR, in all our experimental conditions. The restitution of spatial memory, tested 10 days later, is altered only by DDG exposure at the dose of 1 Gy. Thus, we demonstrated that the dose-response relationship is not linear after localized exposure of GDD. We also demonstrated that WB or DDG exposure at the dose of 1 Gy has a different impact on adult hippocampal neurogenesis, a cellular process involved in MSLT. DDG exposure induces, among other things, an increase of cell proliferation while WB exposure induces their decrease, 2 months after IR. Only DDG exposure results in reducing the percentage of new mature neurons, 3 months after IR. The different alterations on adult hippocampal neurogenesis process could explain, in part, the results obtained during the restoration of spatial memory, in our two models exposed at 1 Gy. These results demonstrate that WB exposure is less deleterious than DDG exposure under our experimental conditions. This study helps improve our knowledge of the effects of exposure at low-to-moderate doses of IRs on the brain and a substructure of the hippocampus.