Induction de signaux calciques dans les cellules gliales de la substance noire réticulée par la stimulation électrique du noyau sous-thalamique - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2009

Induction de signaux calciques dans les cellules gliales de la substance noire réticulée par la stimulation électrique du noyau sous-thalamique

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Céline Bouyssieres
  • Function : Author
  • PersonId : 870904

Abstract

High-frequency stimulation of the subthalamic nucleus (STN-HFS) is an effective treatment for alleviating the motor symptoms of parkinsonian patients. However, the cellular and molecular mechanisms of its effects remain under debate. Marc Savasta's laboratory had previously shown that, in awake or anaesthetized rats, STN-HFS increased extracellular glutamate and GABA contents in one of the main output nuclei of the STN, substantia nigra pars reticulata (SNr). Within the SNr, data suggested that, under NST stimulation, the regulation of neuronal activity is conjointly due to the excitation of NST glutamatergic neurons and the involvement of GABAergic fibers coming from the GPe and passing near the stimulated area. The aim of the present study is to study glial cell implication in the cellular response to STN-HFS within the SNr, by using a calcium imaging technique in adult rat brain slices. Rat brain horizontal slices, containing both STN and SNr, and respecting at best their glutamatergic connections, were used.
We show by immunochemistry that the SNr contains 32% of neuron versus 68% of glial cells. Then, we show that STN-HFS induced a calcium response in almost 12% of SNr glial cells population. These calcium responses involved the release of glutamate, GABA and ATP within the SNr. Thus, this study shows that glutamate and GABA, known to be released within SNr under STN-HFS, are able to activate glial cells. Moreover, it provides evidence that ATP, one of the main gliotransmitter, is released within the SNr under STN-HFS. Thus, SNr glial cells respond to the STN-HSF and could potentially be involved in the modulation of neuronal activity in this structure.
La stimulation haute fréquence (SHF) du noyau sous-thalamique (NST) est un traitement efficace dans l'abolition des symptômes moteurs de la maladie de Parkinson. Cependant, les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent ces effets sont encore loin d'être élucidés. Le laboratoire avait précédemment montré que la SHF du NST entraîne une augmentation des taux extra cellulaires de glutamate et de GABA chez les animaux éveillés ou anesthésiés dans une des principales structures cibles du NST, la substance noire réticulée (SNr). Au niveau de la SNr, les données suggèrent que la régulation de l'activité des neurones nigraux est due à la mise en œuvre conjointe d'une excitation des neurones glutamatergiques du NST et une implication des fibres de passages GABAergiques provenant du GPe et passant au voisinage de la zone sous-thalamique stimulée. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier l'implication des cellules gliales dans les réponses cellulaires de la SNr, sous stimulation du NST, et repose sur la mise en place d'une technique d'imagerie sur tranches de cerveau de rat adultes. Les tranches horizontales de cerveau contiennent à la fois le NST et la SNr, avec un maintien des connexions glutamatergiques subthalamonigrales.
Dans un premier temps, nous avons montré par immunohistochimie que la SNr contient 32% de neurones pour 68% de cellules gliales. Par la suite, nous avons montré que la SHF du NST induit une réponse calcique dans environ 12% des cellules gliales de la SNr. Ces réponses calciques enregistrées dans les cellules gliales impliquent à la fois du glutamate, du GABA et de l'ATP libérés dans la SNr lors de la SHF du NST. Cette étude a donc permis de montrer que les transmetteurs libérés dans la SNr sous l'effet de la SHF du NST, comme le glutamate et le GABA, peuvent activer les cellules gliales de cette structure. Elle a également permis de mettre en évidence la libération au sein de la SNr, d'un des principaux gliotransmetteurs, l'ATP. Ainsi, les cellules gliales de la SNr répondent à la SHF du NST, et il est probable qu'elles soient impliquées dans la modulation de l'activité neuronale de cette structure.
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Dates and versions

tel-00414218 , version 1 (10-05-2010)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00414218 , version 1

Cite

Céline Bouyssieres. Induction de signaux calciques dans les cellules gliales de la substance noire réticulée par la stimulation électrique du noyau sous-thalamique. Neurosciences [q-bio.NC]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00414218⟩
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