Etude des cellules jeunes et pathologiques de la microglie au cours du développement et du vieillissement dans le contexte d’Alzheimer

​​La maturation du cerveau comprenant les processus de myélinisation, différenciation des neurones et mise en place des circuits cérébraux implique des processus complexes et des populations spécifiques de cellules liées au développement. Au cours des 10 dernières années, une grande diversité de cellules a été décrite par différentes techniques de bilogie moléculaire à haut débit et a mis en lumière une sous population de microglie spécifique qui joue un rôle clé pendant le développement pré- et post-natal. Cette microglie partage des caractéristiques communes avec la microglie spécifique de maladie présente dans les maladies neurodégénératives comme Alzheimer (AD). Cependant, le degré de similitude/divergence de ces états, le fait qu’ils agissent via des voies communes pour exercer des fonctions protectrices dans des contextes différents et le fait qu’ils soient transitoires ou liés à l’ontogénèse restent largement à élucider. Pour mieux comprendre le rôle des macrophages cérébraux, dans les pathologies telles qu’Alzheimer, nous utiliserons des approches génétiques et pharmacologiques afin de perturber les microglies et leurs fonctions au cours du développement embryonnaire et post-natal.

Ce projet de recherche fondamentale a pour objectif de déchiffrer les dynamiques cellulaires de macrophages cérébraux, leur induction et leurs rôle dans les cerveaux en developpement et dans les cerveaux en vieillissement et neurodégénératifs. En étudiant avec des techniques et modèles murins innovants ces cellules à plusieurs stades : pré-natal, post-natal et adulte, nous pourrons apporter une vision cinétique et comparer les états des cellules de microglie jeunes et pathologiques. L’étude des deux sexes en parallèle permettra de donner des indications sur le caractère sexe spécifique. Les états et les fonctions des macrophages cérébraux sont généralement étudiés en parallèle, soit au cours du développement, soit dans les maladies neurodégénératives. Ce projet vise ainsi à mettre en place un pont entre ces périodes et comparer les rôles fonctionnels des cellules de microglie jeunes et pathologiques et notamment des deux principaux facteurs qu’ils produisent, afin d’identifier les facteurs et les voies qui induisent ces états et le lien ontogénétique potentiel entre eux. In fine, cela permettra d’ouvrir la voie à à des stratégies thérapeutiques très innovantes des maladies neurodégénératives telles qu’Alzheimer en exploitant les propriétés neuroprotectrices de la microglie.

Les animaux vigiles recevront une injection sous-cutanée lorsqu’ils sont en première semaine de vie ou un gavage à l’âge adulte (pour les mères gestantes afin d’observer l’effet sur les embryons et pour les souris de 2 et 12 mois). En fonction de leur stade et de l’analyse prévue, les animaux seront soumis à une analgésie suivie d’une anesthésie et enfin euthanasiés afin de prélever le cerveau. Uniquement en cas de besoin, une chirurgie terminale sera réalisée sur les animaux à partir de 7 jours post-natals, toujours sous l’effet de l’anesthésie générale avec analgésie, pour éliminer les cellules sanguines du cerveau.

La molécule administrée par gavage aux femelles gestantes peut avoir un impact sur le déroulement de la gestation des femelles, provoquer des mises bas prématurées ou des difficultés de mise bas et avoir aussi un impact sur les embryons et les nouveaux-nés. De plus, la méthode d’administration par gavage peut induire un stress pendant la contention, et une gêne légère et transitoire. Le modèle murin d’Alzheimer utilisé dans cette étude développant des comportements ressemblant à la maladie d’Alzheimer humaine, les symptômes peuvent nuire au bien-être global de l’animal. Ces souris développent des comportements de perte de mémoire, apathie et comportements sociaux aberrants à partir de 9 mois liés à la perte neuronale dans certaines zones du cerveaux.

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de prélever le cerveau et effectuer les analyses requises par le projet.

Les souris sont devenues des modèles de choix pour l’étude des fonctions biologiques et des conséquences de leurs perturbations à différents niveaux : comportemental, physiologique et organique. Elles sont également utilisées pour créer des modèles d’étude des pathologies humaines. La proximité génétique avec l’homme, combinée à la disponibilité d’un grand nombre de lignées génétiquement modifiées, fait du modèle murin un choix idéal pour répondre à nos questions scientifiques. Le court cycle de reproduction et la petite taille des souris facilitent leur maintien, tout en conservant une espèce relativement proche de l’homme en termes de développement. De plus, la période de gestation courte et le nombre important d’embryons permettent de générer un nombre suffisant d’animaux pour plusieurs expériences à partir de relativement peu de parents. Ce choix stratégique garantit une compréhension globale des processus allant de la formation fœtale à la maturation et au maintien des circuits dans des contextes normaux et pathologiques​.