Soutenance de thèse Amarine Chancel "Identification des neurones hypothalamiques impliqués dans la régulation du sommeil paradoxal par des approches génétiques innovantes chez la souris"

La soutenance sera en français.

Le jury sera composé des Dr/Pr Véronique Fabre (rapportrice), Vincent Prévot (rapporteur), Armelle Rancillac (examinatrice), Anne Didier (examinatrice) et de mes deux directeurs de thèse, Pierre-Hervé Luppi & Patrice Fort.

Résumé

Le sommeil est un processus biologique fondamental, essentiel au fonctionnement de l'organisme. Au cours des deux dernières décennies, la description chez les rongeurs du réseau neuronal responsable du sommeil, plus particulièrement du sommeil paradoxal (SP), a connu des avancées majeures, notamment le rôle clé de l'hypothalamus postérieur. Structure centrale du cerveau des mammifères, il régule les processus homéostatiques de nombreuses fonctions physiologiques vitales comme les états de vigilance. 

La recherche expérimentale a grandement aidé à comprendre le SP et le connectome sous-jacent. Une étape cruciale a été franchie par l’utilisation d’une technique d’imagerie fonctionnelle à l’échelle cellulaire utilisant le c-Fos comme marqueur d’activation neuronale. Par cette approche, notre équipe a cartographié chez le rat les populations neuronales activées sélectivement pendant le SP (SP-on). De façon inattendue, l’hypothalamus postérieur est apparu comme l’une des structures cérébrales les plus recrutées. II était plutôt considéré jusqu’alors comme une structure d'éveil notamment par ses neurones à Histamine et à Oréxine. Deux sous-groupes de neurones hypothalamiques SP-on ont ensuite été caractérisés chez les rongeurs, ceux exprimant la MCH et d'autres positifs à la protéine homéobox Lhx6, ne constituant cependant qu’une faible proportion des neurones hypothalamiques SP-on. Ainsi, d’autres populations de neurones hypothalamiques activées par et/ou pendant le SP sont encore inconnues et pourraient également participer à son expression, sa régulation en condition basale, homéostasique ou en réponse à des modifications de constantes physiologiques internes comme la température centrale. C’est dans ce contexte que s’inscrit mon travail de thèse visant à identifier et caractériser phénotypiquement de nouvelles sous-populations neuronales hypothalamiques, leur connectomes propres et leur activité au regard du SP.

Pour ce faire, j'ai combiné l’utilisation d’un éventail de techniques innovantes comme les souris transgéniques TRAP2-red pour conduire une étude anatomique comparative de l’activation neuronale pendant l’éveil (W) et le rebond de SP (PSR) dans 12 structures hypothalamiques révélant ainsi des profils d’activation fonctionnelle spécifiques. L’aire hypothalamique antérieure (AHA) et le noyau tubéral (Tub) montrent une forte activation en PSR, suggérant leur rôle spécifique dans le SP, tandis que les noyaux hypothalamiques paraventriculaire (PVN) et supraoptique (SO) sont plutôt actifs en éveil. Les neurones à MCH de l’aire hypothalamique latérale sont majoritairement activés en SP, principalement sa sous-population ventro-médiale. À l’aide de souris exprimant la cre-recombinase et des traceurs rétrogrades viraux couplés à l’imagerie du c-Fos, nous avons cartographié leurs afférences présentes dans de nombreuses structures cérébrales, certaines exprimant vGlut2 et d’autres vGat, traduisant un rôle excitateur ou inhibiteur respectivement. Les neurones à Orx, connus pour être actifs en éveil, ont montré une activité inattendue pendant le PSR possiblement liée à la stabilisation ou à l'arrêt du SP. De plus, nous avons mis en évidence des sous-populations GABAergiques actives pendant le SP jusque-là inconnues, exprimant les marqueurs Meis2 dans la Zona Incerta et l’AHA, et Calb1 située dans le Tub. Par un travail collaboratif, nous avons récemment entrepris de les caractériser fonctionnellement par imagerie calcique et optogénétique afin de préciser leur contribution respective à l’expression et la régulation du SP.

 Une caractérisation approfondie de chaque sous-population de neurones hypothalamiques et leur intégration aux circuits complexes du cycle veille–sommeil permettra de mieux comprendre certains troubles du sommeil, en particulier ceux liés à un dysfonctionnement hypothalamique avéré, ouvrant alors des perspectives translationnelles à moyen terme.

Mots clés: cycle veille-sommeil; souris TRAP2-red; neuroanatomie fonctionnelle ; neurones MCH; neurones Oréxine ; sommeil paradoxal ; sommeil lent ; éveil.

Après la soutenance, un pot sera organisé en salle F28 où vous y êtes toutes et tous chaleureusement conviés.