Caractérisation du développement post-natal et du maintien de l'architecture cérébrovasculaire

Characterization of postnatal development and maintenance of cerebrovascular architecture

• Auteur / Autrice : Elisa de Launoit
• Direction : Nicolas Renier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 15/11/2024
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut du cerveau (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Dusart
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vanessa Coelho-Santos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoit Vanhollebeke, Baptiste Lacoste

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cortex cérébral

Souris de laboratoire

Cerveau -- Vaisseaux sanguins

Développement neurologique

Mots clés libres

Vasculaire

Réseaux

Activité

Neuronale

Vasculature

Brain

Development

Neuronal

Résumé

Le fonctionnement du cerveau repose sur un réseau vasculaire à la fois bien formé et stable. Néanmoins, les mécanismes exacts par lesquels ce réseau se met en place et reste stable au fil du temps restent encore mal compris. Ainsi, ce travail permet premièrement de mieux caractériser les changements structurels du réseau vasculaire du cerveau au cours du développement post-natal et dans un deuxième temps de mieux comprendre comment ce réseau s'adapte à différents types de perturbations durant l'âge adulte.Pour ce faire, nous avons tout d'abord créé un atlas en 3D de la vascularisation du cerveau post-natal chez la souris. Ce travail a permis de mieux comprendre les changements structurels ainsi que les modèles d'expression génétique qui guident le développement neurovasculaire de la naissance à l'âge adulte.Deuxièmement, nous avons étudié comment une perturbation interne comme une déprivation sensorielle ou une perturbation externe comme un changement dans le régime alimentaire peut induire un remodelage vasculaire du cerveau. Nos résultats montrent que les deux perturbations entraînent un déclin progressif de la densité vasculaire dans les régions liées à ces fonctions, mais plus étonnamment dans d'autres régions du cerveau. Ceci montre les implications importantes qu'a la santé vasculaire au cours du vieillissement.Ensemble, ces études permettent de mieux caractériser le développement vasculaire ainsi que comment il est impacté après des perturbations. Les implications de notre recherche suggèrent que lors de perturbations, des interventions précoces pourraient jouer un rôle important dans la préservation de la santé vasculaire et, par extension, de la fonction cognitive.

The proper functioning of the brain relies on a well-formed and stable vascular network, but the exact mechanisms by which these processes unfold, especially after birth, remain unclear. This work aims to better characterize the structural changes in the brain's vascular network during postnatal development and understand how this network adapts to various perturbations in adulthood.To achieve this, we first created a 3D atlas of the mouse postnatal brain vasculature, revealing multi-phase growth patterns. This atlas helped us gain insights into the dynamic structural changes and gene expression patterns that guide neurovascular development from birth to adulthood.Secondly, we investigated how internal perturbations, such as sensory deprivation, and external perturbations, like diet, induce long-term vascular remodeling across the brain. Our findings show that both types of perturbation lead to a progressive decline in vascular density, not only in the expected regions linked to these functions but also across other brain areas. This highlighted the significant implications for vascular health during aging. This study demonstrates the lasting impact of internal and external perturbations on vascular stability and suggests potential therapeutic avenues to mitigate these effects.Together, these studies emphasize the roles of both developmental processes and sensory-driven activity in shaping and maintaining cerebrovascular architecture. The implications of our research suggest that early interventions and sensory restoration could play essential roles in preserving vascular health and, by extension, cognitive function.