Mécanismes de l'amblyopie dans le corps genouillé latéral

Mechanisms of amblyopia in the dorsal lateral geniculate nucleus

• Auteur / Autrice : Aurore Aziz-alessi
• Direction : Dominique Debanne, Daniele Denis
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UNIS - Neurobiologie des Canaux Ioniques et de la Synapse
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : UNIS - Dynamics of neuronal excitability and epilepsy

Mots clés

Mots clés libres

Amblyopie

Excitabilité

Corps genouillé latéral

Neurones

Amblyopia

Excitability changes

Dorsal lateral geniculate nucleus

Neurons

Résumé

Mécanismes de l'amblyopie dans le corps genouillé latéral 1. Contexte clinique Le projet porte sur l'amblyopie et la compréhension de ses mécanismes de survenue au niveau du thalamus visuel et particulièrement au niveau du corps genouillé latéral dorsal (CGLd), par analyse physiologique et immunohistochimique des modifications de l'excitabilité neuronale intrinsèque (EI) chez les modèles murins. L'amblyopie constitue un enjeu majeur de santé publique : 2% des Français sont amblyopes, c'est-à-dire qu'un ou leurs deux yeux n'ont pas une acuité visuelle maximale, quelle que soit la correction optique portée. L'amblyopie est traitable dans 90% des cas si prise en charge précocement pendant la période critique du développement visuel où une plasticité est encore possible. Prise en charge trop tard, la baisse de vue sera définitive pour toute la vie de l'individu et pourra entrainer des répercussions sociales importantes rapportées dans de nombreuses études cliniques récentes. En vieillissant, l'amblyopie comporte un risque majoré 20 fois de malvoyance, par perte du bon œil, ce qui peut plonger les patients dans la dépendance. Ce projet vise à disposer d'une meilleure compréhension des mécanismes neuronaux encore partiellement connus qui conduisent à l'amblyopie. 2. Objectifs et Méthode Notre projet vise ainsi à élucider de manière expérimentale les mécanismes de la plasticité de l'EI dépendante de la stimulation visuelle dans les neurones du CGLd, zone longtemps considérée comme simple relais visuel du thalamus, mais dont les capacités de plasticité intrinsèques ont été rapportées dans des publications récentes. Les objectifs précis sont : 1. Déterminer les mécanismes de la plasticité homéostatique de l'EI observée après privation monoculaire (PM) obtenue par suture palpébrale pendant 4 jours : - analyse des propriétés passives (résistance, capacitance) des neurones, - recherche de différences de seuil de déclenchement des potentiels d'action, - mesures de longueur du segment initial de l'axone par emploi d'anticorps dirigés contre les canaux ankyrineG et Nav couplés à une coloration DAPI (fluorochrome ). 2. Etude des mécanismes de la plasticité Hebbienne (changement de l'EI synaptique selon le niveau d'activité neuronale), après 10 jours de PM et description physiologique des conditions d'induction (fréquence et durée de stimulation, rôle de l'âge du sujet) ainsi que les mécanismes d'induction (rôle du calcium, des protéines kinases) et d'expression (modification des canaux ioniques) de cette plasticité. 3. Evaluer le potentiel de plasticité intrinsèque des interneurones GABAergiques du CGLd identifiés à l'aide de souris GAD67-GFP : les changements d'excitabilité seront testés à l'aide de protocoles d'induction de potentialisation à long terme de l'excitabilité intrinsèque par PM et stimulation répétitive des entrées rétiniennes. 3. Intérêt du projet et applications cliniques Le projet présente une approche innovante qui favorise une meilleure appréhension des mécanisme régulateurs de l'excitabilité neuronale au sein du thalamus visuel. Dans notre pratique clinique en ophtalmologie-pédiatrique, la lutte contre l'amblyopie est permanente, quel que soit le mécanisme de PM présenté par le patient (amblyopie organique, mixte ou fonctionnelle). La connaissance des mécanismes élémentaires de plasticité existant dans le CGLd pourrait aboutir à de nouvelles stratégies thérapeutiques d'intérêt chez les patients amblyopes.

Mechanisms of amblyopia in the dorsal lateral geniculate nucleus 1. Clinical context The project focuses on amblyopia and the understanding of its mechanisms of onset at the level of the visual thalamus, and particularly at the level of the dorsal lateral genual body (DLGC), through physiological and immunohistochemical analysis of changes in intrinsic neuronal excitability (IE) in mouse models. Amblyopia is a major public health issue: 2% of French people are amblyopic, meaning that one or both eyes lack maximum visual acuity, regardless of the optical correction worn. Amblyopia is treatable in 90% of cases if treated early, during the critical period of visual development when plasticity is still possible. If treated too late, the loss of vision will be permanent for the rest of the individual's life, and may have significant social repercussions, as reported in numerous recent clinical studies. As patients age, amblyopia carries a 20-fold increased risk of visual impairment due to loss of the good eye, which can plunge them into dependency. The aim of this project is to gain a better understanding of the neural mechanisms that lead to amblyopia. 2. Objectives and methods Our project thus aims to experimentally elucidate the mechanisms of visual stimulation-dependent AR plasticity in neurons of the CGLd, an area long considered as a simple visual relay of the thalamus, but whose intrinsic plasticity capacities have been reported in recent publications. The specific objectives are: 1. Determine the mechanisms of AR homeostatic plasticity observed after monocular deprivation (MP) obtained by palpebral suture for 4 days: - analysis of the passive properties (resistance, capacitance) of neurons, - search for differences in action potential firing thresholds, - measurement of initial axon segment length using antibodies to ankyrinG and Nav channels, coupled with DAPI (fluorochrome) staining. 2. Study of the mechanisms of Hebbian plasticity (change in synaptic AR depending on the level of neuronal activity), after 10 days of PM and physiological description of the conditions of induction (frequency and duration of stimulation, role of the subject's age) as well as the mechanisms of induction (role of calcium, protein kinases) and expression (modification of ion channels) of this plasticity. 3. Evaluate the intrinsic plasticity potential of GABAergic interneurons of the CGLd identified using GAD67-GFP mice: excitability changes will be tested using long-term potentiation induction protocols of intrinsic excitability by PM and repetitive stimulation of retinal inputs. 3. Project benefits and clinical applications The project presents an innovative approach to understanding the mechanisms regulating neuronal excitability in the visual thalamus. In our clinical practice in ophthalmology-pediatrics, the fight against amblyopia is permanent, whatever the mechanism of PM presented by the patient (organic, mixed or functional amblyopia). Knowledge of the elementary mechanisms of plasticity existing in the CGLd could lead to new therapeutic strategies of interest in amblyopic patients.