MRS
Nous étudions l’organisation fonctionnelle des circuits neuronaux de la moelle épinière au stade développemental et dans des conditions pathologiques (e.g. après traumatismes de la moelle épinière). Plus particulièrement, l’équipe s’efforce d’identifier au sein de la moelle épinière les mécanismes cellulaires (neuronaux et gliaux) impliqués dans l’expression de la motricité dans sa composante dynamique (locomotion) et statique (posture) et ceci dans des conditions normales ou pathologiques (lésion de la moelle épinière). L’équipe est notamment engagé dans la caractérisation de la plasticité fonctionnelle des motoneurones après traumatismes de la moelle épinière et dans la découverte de traitements ciblés des troubles moteurs dysfonctionnels chez les patients médullo-lésés. Notre modèle expérimental est le rongeur (rats, souris) que nous étudions à l’aide d’une approche pluridisciplinaire incluant l’électrophysiologie (extracellulaire, patch-clamp), l’imagerie calcique, l’immunohistochimie combinée à de la transparisation, la biochimie, l’optogénétique, et le comportement.
De nos recherches se dégagent trois originalités :
La première est la découverte d’un mécanisme clé dans le développement de la spasticité (hypertonie musculaire) qui émerge à la suite d’une lésion de la moelle épinière. Ce mécanisme, dont le fondement repose sur l’activation d’une protéase, la calpaine, joue un rôle majeur dans l’hyperexcitabilité motoneuronale, elle-même à la source de la spasticité. Cette percée dans la physiopathologie de la spasticité nous a permis d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et le développement d’un essai clinique grâce au repositionnement d’un médicament existant. Parallèlement : i) nous développons une thérapie novatrice et moins invasive basée sur le génie génétique ii), identifions des biomarqueurs pour diagnostiquer la sévérité de la lésion de la moelle et prédire l’émergence de la spasticité iii) développons une orthèse robotisée afin de mesurer la spasticité au chevet des patients.
La deuxième originalité réside dans la proposition d’un nouveau concept dans la genèse du rythme locomoteur. Elle se base sur la découverte d’une nouvelle classe d’interneurones dont les propriétés intrinsèques leur confèrent une capacité à osciller de façon autonome semblable au système cardiaque. L’émergence et la modulation de cette activité dite « pacemaker » sont sous le contrôle d’un dialogue avec les cellules gliales du réseau locomoteur. Nos projets actuels visent à confronter ce nouveau concept aux connaissances actuelles du réseau locomoteur (localisation, maturation, modulation), à l’affiner grâce aux techniques émergentes dans le domaine des neurosciences (biphoton, optogénétique) et de tester son ubiquité à d’autres réseaux rythmiques.
La troisième originalité repose sur une vision inédite du contrôle postural. Elle se fonde sur la découverte d’une nouvelle propriété de décharge non-linéaire au niveau des motoneurones qui innervent les muscles antigravitaires. Elle diffère de celle des interneurones tant dans sa forme, prenant l’apparence de potentiel de plateau, que dans sa nature puisqu’elle dépend d’un « ménage à trois »conductances. Dans le but de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement postural, nous nous s’efforçons d’identifier la nature des motoneurones présentant cette décharge dite « bistable » ainsi que les canaux ioniques qui en sont responsables.
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