Moteur de recherche

 

Espace presse

Paris, 7 mars 2007

La bioluminescence au service d'une nouvelle technique d'imagerie cérébrale

Une nouvelle technique d'imagerie neuronale fonctionnelle, in-vivo, en bioluminescence, basée sur une protéine de fusion GFP-aequorin vient d'être développée par l'Unité d'embryologie moléculaire (CNRS / Institut Pasteur) en collaboration avec le Laboratoire de neurobiologie cellulaire et moléculaire (CNRS) et le Laboratoire neurobiologie de l'apprentissage, de la mémoire et de la communication (CNRS / Université Paris-sud). Cette technique d'imagerie permet de suivre l'activité neuronale, plus spécifiquement l'activité calcique, en temps réel, in-vivo, sur un petit groupe de neurones, ou sur l'ensemble du cerveau.

La nouvelle technique d'imagerie utilise un nouveau marqueur/traceur GFP-aequorin. C'est une protéine sensible au calcium, qui, en présence de son co-facteur(1), la coelentérazine, va émettre de la lumière (un photon), lorsqu'il y a changement de concentration calcique dans la cellule, par exemple, suite à l'activation du neurone. Ceci permet de suivre l'activité neuronale sur les neurones, voir même de tracer un réseau de neurones. De plus, cette approche, peu invasive et non toxique permet d'enregistrer l'activité neuronale sur des périodes de plusieurs heures. Il est ainsi possible de suivre l'activité du cerveau d'une mouche "Drosophile" pendant 24 heures, voire 48 heures.

               

Par ces caractéristiques, ce nouveau traceur permet de mettre en évidence de nouveaux phénomènes physiologiques en relation avec l'activité calcique. C'est ainsi que l'activation par la nicotine des corps pédonculés, une structure importante pour l'apprentissage et la mémoire olfactive chez la Drosophile, induit une réponse secondaire retardée d'environ 10 à 15 minutes, au niveau des projections axonales des neurones. Il est donc vraisemblable que cette nouvelle réponse, jusqu'à présent totalement insoupçonnée, intervienne dans les phénomènes d'apprentissage et de mémoire.

 

D'autre part, avec cette technique d'imagerie, des neurones du corps ellipsoïdal, une structure impliquée dans la régulation de l'activité locomotrice, ont pu être enregistrés. Cette structure, localisée en profondeur, au centre du cerveau, n'a jamais été étudiée physiologiquement, puisqu'elle n'a jamais été accessible avec les marqueurs standards, type fluorescence. Cet enregistrement du corps ellipsoïdal permet donc de mettre en évidence la grande sensibilité de cette approche, tout en validant l'accès à toutes les structures du cerveau, même celles localisées en profondeur. Ainsi, n'importe quels neurones ou structures cérébrales pourront dorénavant être étudiés avec cette approche.

 

Cette nouvelle technique ouvre de nombreuses perspectives. Il est ainsi possible d'exprimer ce traceur dans l'ensemble des cellules du système nerveux du cerveau, tant dans les neurones que les cellules gliales,  afin de suivre l'activité de l'ensemble du cerveau. Des données préliminaires sont déjà disponibles. Il est possible, pour la première fois, d'effectuer des cartes anatomo-fonctionnelles du cerveau (ici, chez la Drosophile) sur des enregistrements de longues durées. De telles cartes n'existent pas encore chez aucune espèce animale, l'homme compris.

 

Une demande de financement a été déposée auprès de l'ANR(2) pour pouvoir construire des cartes fonctionnelles du cerveau de la Drosophile. Ces cartes, très informatives sur l'activité globale de l'ensemble du cerveau, sont un pré-requis, qui serviront ensuite de référence pour comparer l'activité cérébrale dans différents contextes : par exemple, entre les mâles et les femelles (mise en évidence du dimorphisme sexuel), ou encore en fonction de l'âge (changement de l'activité cérébrale au cours du vieillissement).

 

La Drosophile est un très bon modèle pour l'étude du vieillissement et de la longévité, puisque il a été récemment montré que les mouches possédant une mutation du récepteur de l'insuline vivent beaucoup plus longtemps. Il est aussi possible de mettre à profit les outils génétiques puissants de la Drosophile pour étudier et comparer ces cartes chez des mouches portant différentes mutations, ou encore chez des mouches servant de modèles pour diverses pathologies humaines, comme par exemple la maladie d'Alzheimer, Parkinson, Huntington ou encore pour une approche pharmacologique dans les phénomènes d'addiction aux différentes drogues (alcool, nicotine, cocaïne, etc.).

 

image bioluminescence

© CNRS 2007

à gauche : Image micro-photographique prise en fluorescence (à partir de la GFP), des Corps Pédonculés, avec en superposition, un dessin schématique des différentes parties des Corps Pédonculés.

à droite : Image en bioluminescence, représentant la réponse secondaire retardée (d'environ 10 minutes), suite à la stimulation par la nicotine (un agoniste de l'acétylcholine, mimant ainsi un input olfactif).


la terrela terrela terre


Notes :

1) Molécule nécessaire à l'activité d'une enzyme
2) Agence Nationale pour la Recherche

Références :

In vivo bioluminescence imaging of Ca2+-signalling in the brain of Drosophila, by Martin J-R, Rogers K.L, Chagneau C. and Brulet P,
PLoS ONE, 7 mars 2007.

Site Internet du Laboratoire de neurobiologie cellulaire et moléculaire : Consulter le site web

Contacts :

Chercheur
Jean-René Martin
T 01 69 82 41 80
jean-rene.martin@inaf.cnrs-gif.fr

Philippe Brûlet
T 01 45 68 84 70
pbrulet@pasteur.fr

Presse
Cécile Pérol
T 01 44 96 43 09
cecile.perol@cnrs-dir.fr


Haut de page

Derniers communiqués
Toutes disciplines confondues

Retour à l'accueilContactcreditsCom'Pratique