Détermination du rôle de la plasticité morphologique des astrocytes dans la régulation du sommeil - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Determinig the role of astrocytes morphological plasticity in sleep regulation

Détermination du rôle de la plasticité morphologique des astrocytes dans la régulation du sommeil

Résumé

Although sleep is a vital biological process, sleep disorders still affect one-third of the Western population and pose a major public health problem by promoting the development of various other pathologies such as diabetes, hypertension, and depression. However, the mechanisms underlying sleep regulation remain only partially characterized. Recently, the role of astrocytes and Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) in slow-wave sleep regulation has been highlighted. Nevertheless, their modes of action remain largely unknown and have never been specifically studied in the Ventrolateral Preoptic Nucleus (VLPO), a key structure in the regulation of slow-wave sleep. We hypothesized that BDNF might induce morphological plasticity in VLPO astrocytes, which would regulate the activity of underlying neuronal networks. By combining mRNA hybridization, immunostaining, confocal microscopy and sleep recordings in piezoelectric cages in P30-50 mice, we demonstrated the circadian morphological plasticity of VLPO astrocytes. We showed that this plasticity depends on the expression of connexin 30, an astrocytic protein involved in gap junctions that also plays a crucial role in regulating the proximity of astrocytic processes to synapses. BDNF also follows a circadian expression pattern that could modulate astrocyte morphology. Additionally, our results led us to speculate that BDNF mRNA is primarily synthesized by sleep-promoting neurons in the VLPO and undergoes maturation within astrocytes. Finally, in vivo experiments revealed that BDNF injection into the VLPO promotes sleep. Taken together, these findings suggest that BDNF participates in sleep regulation through the modulation of VLPO astrocyte morphology. VLPO is predominantly expressed late in the light period and may contribute to sleep induction or consolidation when sleep pressure is low.
Bien que le sommeil soit un processus biologique essentiel à la vie, ses troubles touchent encore un tiers de la population occidentale et représentent un problème majeur de santé publique en favorisant l’apparition de nombreuses autres pathologies telles que le diabète, l’hypertension ou encore la dépression. Pourtant, les mécanismes de régulation du sommeil ne restent que partiellement caractérisés. Récemment, le rôle des astrocytes et du BDNF dans la régulation du sommeil lent ont été mis en évidence. Toutefois, leurs modes d’action restent largement méconnus et n’ont encore jamais été étudiés spécifiquement au niveau du noyau préoptique ventrolatéral (VLPO), une structure hypothalamique clef dans la régulation du sommeil lent. Nous avons émis l’hypothèse que le BDNF puisse induire une plasticité morpho-logique des astrocytes du VLPO qui régulerait l’activité des réseaux neuronaux sous-jacents. En combinant des techniques d’hybridation d’ARNm, d’immunomarquages, de microscopie confocale et d’enregistrements du sommeil en cages piézoélectriques, chez des souris à P30-50, nous avons pu mettre en évidence une plasticité morphologique circadienne des astrocytes du VLPO. Nous avons montré que cette plasticité est dépendante de l’expression de la connexine 30, une protéine astrocytaire constitutive des jonctions communicantes, qui joue aussi un rôle important dans la régulation de la proximité des prolongements astrocytaires aux synapses. Le BDNF, suit également une expression circadienne qui pourrait moduler la morphologie des astrocytes. De plus, nos résultats nous ont permis de supposer que l’ARNm du BDNF est principalement synthétisé par les neurones promoteurs du sommeil lent du VLPO et qu’il subirait une maturation au sein des astrocytes. Enfin, j’ai pu montrer, in vivo, que l’injection de BDNF dans le VLPO favorise le sommeil. L’ensemble de ces résultats suggère que le BDNF participe à la régulation du sommeil via une modulation de la morphologie des astrocytes du VLPO. Ce dernier est majoritairement exprimé en fin de période lumineuse et pourrait servir à l’induction du sommeil ou à sa consolidation lorsque la pression de sommeil est faible.
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Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : tel-04630057 , version 1

Citer

Augustin Walter. Détermination du rôle de la plasticité morphologique des astrocytes dans la régulation du sommeil. Neurosciences [q-bio.NC]. Sorbonne Université, 2023. Français. ⟨NNT : 2023SORUS209⟩. ⟨tel-04630057⟩
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