Rôle des interactions entre les neurones, les astrocytes et les microglies dans l'activité neuronale

Role of neuron-astrocytes-microglia interactions in neuronal activity

• Auteur / Autrice : Emilie Polizzi
• Direction : Elena Avignone
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neurocentre Magendie
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Relations glie-neurone

Mots clés

Mots clés libres

Microglie

Astrocytes

Interaction neurogliale

Électrophysiologie

Imagerie à 2 photons

Microglia

Astrocytes

Neuroglia interactions

Electrophysiology

2-photon imaging

Résumé

Il est bien établi que différentes cellules gliales sont des partenaires actifs des neurones, jouant des rôles clés dans la communication neuronale. Jusqu'à présent, la plupart des études sur les interactions microglie-neurone, ainsi que sur les interactions astrocytes-neurones, se sont concentrées sur la fonction synaptique. En plus des synapses, les corps cellulaires des neurones sont également en contact avec des prolongements gliaux, suggérant un mécanisme de contrôle au niveau somatique, tel que l'excitabilité neuronale. Cette fonction serait complémentaire de la fonction synaptique, car elle agirait sur la sortie neuronale. Par exemple, la grande majorité des corps cellulaires neuronaux sont en contact avec un prolongement microglial, et il a récemment été démontré que ces contacts peuvent réguler l'activité neuronale suite à l'induction d'AVC (Cserép et al., 2020). De manière importante, les microglies pourraient agir de concert avec les astrocytes. En effet, les microglies et les astrocytes répondent à des stimuli environnementaux communs et sont cruciaux dans plusieurs processus physiologiques et pathologiques. Leurs différences structurelles et fonctionnelles leur permettent d'avoir des rôles complémentaires. Par exemple, les cellules microgliales scrutent leur environnement couvert par les neurones et les astrocytes. Des contacts entre les prolongements astrocytaires et microgliaux ont été signalés, et les astrocytes sont capables de sécréter des neurotransmetteurs, tels que l'ATP, qui peuvent réguler les fonctions microgliales, y compris la motilité des prolongements. Cependant, nos connaissances sur leur relation entre ces deux types de cellules gliales dans des conditions pathologiques et physiologiques sont limitées. Une question intrigante est de savoir si les astrocytes et les microglies coordonnent leur action pour réguler l'activité neuronale. Dans ce projet, nous explorerons les interactions entre les astrocytes, les microglies et les neurones, et évaluerons si les astrocytes pourraient être impliqués dans l'attraction/le maintien des prolongements microgliaux autour des corps cellulaires neuronaux, tout en faisant partie du mécanisme de contrôle de l'excitabilité neuronale.

It is well known that different glial cells cell are active partners of neurons playing key roles in neuronal communication. Up-today most of the studies on microglia-neuron, as for astrocytes-neurons interactions, focused on synaptic function. In addition to synapses, neuronal somas are also in contact with glial processes, suggesting a control mechanism at somatic level such as neuronal excitability. This function would be complementary to the synaptic one, since it would act on neuronal output. For instance, the vast majority of neuronal body are in contact with a microglial process, and it has been shown recently that these contacts can regulate neuronal activity following stroke (Cserép et al., 2020). Importantly, microglia could act in concert with astrocytes. Indeed, microglia and astrocytes respond to common environmental stimuli and are crucial in several physiological and pathological processes. Their structural and functional differences allow them to have complementary roles. For example, microglial cells scan its environment covered by neurons and astrocytes. Contacts between astrocytes and microglial processes have been reported, and astrocytes are able to secrete transmitters, such as ATP, which can regulate microglial functions, including process motility. However, our knowledge on their relationship between these two glial cells in pathological and physiological condition is limited. An intriguing question is whether astrocytes and microglia coordinate their action to regulate neuronal activity. In this project we will explore astroglia-microglia-neuron interactions and assess whether astrocytes could be involved in attracting/keeping microglia processes around neuronal soma, and at the same time be part of the mechanism controlling neuronal excitability.