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

characterizing the post-natal development and maintenance of cerebrovascular architecture

• Auteur / Autrice : Elisa De launoit
• Direction : Nicolas Renier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut du cerveau et de la moelle épinière
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Structural Dynamics of Networks

Mots clés

Mots clés libres

Vasculaire

Réseaux

Activité

Neuronale

Vasculature

Brain

Development

Neuronal

Résumé

Le bon fonctionnement du cerveau repose sur un réseau vasculaire bien formé et stable, mais les mécanismes exacts par lesquels ces processus se déroulent, en particulier après la naissance, restent encore mal compris. Ainsi, ce travail permet de mieux caractériser les changements structurels du réseau vasculaire du cerveau au cours du développement post-natal et de mieux comprendre comment ce réseau s'adapte à différents types de perturbations à 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 également permis de mieux comprendre les changements structurels dynamiques et 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 la privation sensorielle ou une perturbation externe comme le régime alimentaire pouvait induire un remodelage vasculaire à long terme dans le cerveau. Nos résultats montrent que les deux perturbations entraînent un déclin progressif de la densité vasculaire dans les régions liées à ces fonctions, mais aussi dans d'autres zones du cerveau, ce qui a des implications importantes pour la santé vasculaire au cours du vieillissement. Cette étude montre l'impact durable des perturbations internes et externes sur la stabilité vasculaire et met l'accent sur des pistes thérapeutiques potentielles pour atténuer ces effets. Ensemble, ces études soulignent le rôle des processus de développement et de l'activité sensorielle dans la formation et le maintien de l'architecture vasculaire cérébrale. Les implications de notre recherche suggèrent que des interventions précoces et la restauration sensorielle pourraient jouer un rôle essentiel 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.