Notre équipe étudie les gènes et les mécanismes moléculaires qui contrôlent la détermination et la prolifération des cellules souches neurales et leur différenciation en neurones fonctionnels.

GRAND PUBLIC

Cross section through the adult olfactory bulb. New neurons (green) are permanently generated by adult neural stem cells. Many of these new neurons use dopamine (red) as their neurotransmitter.

Dans le processus de développement du cerveau, plus de 1000 types de neurones différents sont générés à partir d’une population de cellules souches initialement homogène.
À quel niveau cette diversité est-elle codée ? Comment la prolifération des cellules souches est-elle contrôlée pour générer le nombre correct de neurones ? Que se passe-t-il lorsque le contrôle de la prolifération se trompe et qu’un cancer du cerveau se développe ? Comment les neurones s’intègrent-ils dans le circuit et quelle est leur fonction spécifique ?

Nous utilisons la neurogenèse continue qui se produit dans le cerveau postnatal des mammifères pour répondre à ces questions et identifier les signaux et les cascades moléculaires qui contrôlent des étapes spécifiques de la production des neurones. Nos travaux se concentrent en particulier sur le rôle des ARN qui ne codent pas les protéines, mais qui ont des fonctions de régulation afin de fournir la stabilité et la flexibilité nécessaires pour générer et maintenir un cerveau fonctionnel.

PUBLIC EXPÉRIMENTÉ

Chez les mammifères, y compris l’homme, la neurogenèse ne se limite pas aux stades embryonnaires mais se maintient dans des régions spécifiques du cerveau postnatal et adulte. Par exemple, dans le cerveau antérieur, les cellules souches neurales le long des ventricules continuent à générer tout au long de la vie de nouveaux précurseurs neuronaux qui migrent dans le bulbe olfactif où ils sont ajoutés aux circuits sous forme d’interneurones qui utilisent le GABA, la dopamine et le glutamate comme neurotransmetteurs. Ce processus, qui ressemble à un développement neuronal continu, présente toutes les étapes cruciales que l’on observe également dans l’embryon. Cependant, comme le processus se produit ex utero, il se prête très bien à la manipulation expérimentale, comme l’électroporation in vivo, le traçage de la lignée et la manipulation par chimio- et optogénétique. En outre, les conséquences de ces changements peuvent être facilement observées par microscopie classique ou par microscopie in vivo à plusieurs photons.

Le système neurogène SVZ-RMS-OB . Les cellules souches neurales de la SVZ générent des précurseurs qui migrent dans le RMS pour atteindre l’OB où ils se différencient en neurones (à droite) (SVZ, zone sous-ventriculaire ; RMS, courant de migration rostrale ; OB, bulbe olfactif)

Dans notre laboratoire, nous utilisons ce modèle expérimental pour étudier comment la production et l’intégration des neurones sont contrôlées aux niveaux moléculaire et physiologique, tant dans le cerveau normal que dans le cerveau malade.

Plus précisément, nous posons les questions suivantes :

Comment le compartiment des cellules souches est-il régionalisé pour produire différents types de neurones ? Quels sont les mécanismes qui génèrent cette diversité en premier lieu et la maintiennent tout au long de la vie de l’animal ?

Nous avons découvert que des interactions de régulation croisée entre les facteurs de transcription sous-tendent cette diversité et utilisent les nouvelles technologies pour fournir un aperçu de leur expression et de leur fonction.

Quel est le rôle des ARN non codants dans le processus de la neurogenèse ?

Nous avons découvert que la régionalisation et la prolifération des cellules souches sont réglées avec précision dans une interaction entre les micro-ARN et les ARN longs non codants. Nous développons de nouveaux outils et stratégies pour étudier ces interactions dans le cerveau vivant.

Que se passe-t-il lorsque la prolifération et la différenciation de nouveaux neurones échappent à tout contrôle et que le cancer se développe ? Quelle est la fonction des ARN non codants dans l’induction et la progression du cancer ?

Pour répondre à cette question, nous étudions le rôle des différentes voies de signalisation dans le développement du gliome et utilisons des stratégies expérimentales innovantes pour identifier le rôle précis des microARN dans le cancer.

Comment les nouveaux neurones sont-ils intégrés dans le cerveau postnatal et adulte et comment réalisent-ils leur fonction spécifique ?

En utilisant l’imagerie multiphotonique in vivo, nous avons découvert que la neurogenèse du bulbe olfactif n’est pas un processus de remplacement, comme on l’a pensé jusqu’à présent, mais que de nouveaux neurones sont constamment ajoutés à la structure, ce qui entraîne des croissances importantes. Nous étudions le rôle de ce “développement continu” et analysons la contribution des différents sous-types de neurones à la perception et au calcul des odeurs.