638 - La microcirculation fonctionnelle : rétine, cerveau et approches technologiques

Introduction et Hommage à la docteure Edith Hamel

• Communication orale 08 h 45
  Microcirculation: de la rétine au cerveau
  Elvire Vaucher (UdeM - Université de Montréal)
• Communication orale 09 h 00
  Retour sur les interactions neurones-vaisseaux et "Ma French Connection"
  Edith Hamel (Université McGill)

Astrocytes et couplage neurovasculaire

• Communication orale 09 h 20
  Le dialogue métabolique entre astrocytes et neurones façonne l'activité cérébrale
  Gilles Bonvento (CNRS)

  Le cerveau n'a pratiquement aucune réserve d'énergie, mais son activité consomme 20% de l’énergie disponible de notre organisme. Les travaux réalisés ces dernières années nous éclairent sur les mécanismes qui permettent de mieux comprendre le couplage étroit entre l’activité neuronale et le métabolisme énergétique. Chaque type de cellule cérébrale présente une signature métabolique particulière, forçant l'échange intercellulaire de métabolites qui servent à la fois de précurseurs d'énergie et de signaux paracrines. Le meilleur exemple est le couple astrocyte-neurone, dans lequel le métabolisme glycolytique des astrocytes contraste avec l'activité oxydative mitochondriale des neurones. Les astrocytes génèrent d'abondantes espèces réactives de l'oxygène issues de l’activité des mitochondries et transportent vers les neurones des métabolites dérivés de la glycolyse, tels que le L-lactate et la L-sérine, qui répondent aux besoins énergétiques, conservent le statut redox et modulent l'activité des récepteurs des neurotransmetteurs. Inversement, une perturbation précoce de cette coopération métabolique peut contribuer à l'initiation ou à la progression de plusieurs maladies neurologiques, ce qui nécessite des thérapies innovantes pour préserver l'énergie du cerveau.

• Communication orale 09 h 50
  Monoxyde d'azote astrocytaire en réponse aux stimulations cholinergiques dans le cortex somatosensoriel de souris
  Benjamin Le Gac (UdeM - Université de Montréal)
• Communication orale 10 h 10
  HMGB1 régule la morphogenèse astrocytaire ainsi que la maturation de l’unité neurovasculaire
  Baptiste Lacoste (Université d’Ottawa)

  Les astrocytes sont intimement liés aux vaisseaux cérébraux, une relation essentielle pour la santé cérébrale. Cependant, les facteurs astrocytaires régulant ces associations physiques et fonctionnelles pendant le développement sont peu connus. Nous avons caractérisé les changements structurels et transcriptionnels des astrocytes de souris pendant les deux premières semaines postnatales, et avons constaté que le gène High-mobility group box1 (Hmgb1), normalement induit après dommages cérébraux chez l’adulte, était fortement exprimé dans les astrocytes le jour de la naissance, diminuant ensuite rapidement au cours des jours suivants. L’ablation astrocyte-sélective de Hmgb1 à la naissance a affecté la morphologie des astrocytes et le placement des pieds astrocytaires, a altéré la distribution de protéines de jonctions communicantes, a induit dans les astrocytes des changements transcriptionnels liés au remodelage de cytosquelette, et a profondément perturbé l’ultrastructure endothéliale. Tandis que le manque de Hmgb1 astrocytaire n’a pas affecté la barrière hémato-encéphalique ou l’angiogenèse cérébrale après la naissance, cela a altéré le couplage neurovasculaire et le comportement chez les souris adultes. Ces résultats identifient ainsi Hmgb1 comme acteur important dans la maturation glio-vasculaire postnatale.

• Communication orale 11 h 00
  Contrôle bidirectionnel du couplage neurovasculaire par les neurones pyramidaux
  Bruno Cauli (CNRS)
• Communication orale 11 h 30
  Anatomie cérébrovasculaire en vieillissement normal et pathologique, et selon l’état hormonal
  Kevin Whittingstall (UdeS - Université de Sherbrooke)
• Communication orale 11 h 50
  Le rôle des péricytes dans le couplage neurovasculaire lors du glaucome
  Adriana Di Polo (UdeM - Université de Montréal)

  La réduction du débit sanguin et l’altération du couplage neurovasculaire sont des caractéristiques connues du glaucome, la principale cause de cécité dans le monde. Les mécanismes sous-jacents à ces déficits restent cependant à définir. Les péricytes rétiniens régulent la microcirculation et coordonnent le couplage neurovasculaire grâce à des nanotubes à effet tunnel interpéricytaires (inter-pericyte tunneling nanotubes : IP-TNTs). En utilisant la microscopie à deux photons en temps réel, nous avons constaté une réduction du diamètre capillaire et une altération du flux sanguin dans la rétine de souris présentant une pression intraoculaire élevée - le facteur de risque le plus important pour développer le glaucome. Nous avons trouvé que les nanotubes interpéricytaires sont endommagés par l’hypertension oculaire, ce qui perturbe le couplage neurovasculaire évoqué par la stimulation lumineuse. L’inhibition spécifique de l’entrée de calcium dans les péricytes protège cependant les nanotubes et conserve la réponse hémodynamique et le couplage neurovasculaire. Cette stratégie a aussi amélioré la fonction et la survie neuronales dans les rétines glaucomateuses. Notre étude a identifié les péricytes et les nanotubes interpéricytaires comme des cibles thérapeutiques potentielles pour contrecarrer les déficits microvasculaires liés à la pression intraoculaire élevée lors du glaucome.

Présentation rapide des étudiants

• Communication par affiche 11 h 01
  Régulation spatiale du couplage neurovasculaire
  Nouha Elmkinssi (UdeM), Antoine Malescot (UdeM - Université de Montréal), Éric Martineau (UdeM - Université de Montréal), Ravi Rungta (UdeM)
• Communication par affiche 11 h 01
  L’EFFET DE LA CAFÉINE ET DU CHOCOLAT NOIR À 90% DE CACAO RICHE EN FLAVANOL SUR LA SENSIBILITÉ AU CONTRASTE
  Alina Tran (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 11 h 02
  Investigating neurovascular coupling in the somatosensory cortex during nociception
  Antoine Malescot (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 11 h 03
  ALK1 signaling in brain vascular heterogeneity
  Elise Drapé (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 11 h 04
  Modulation of the hemodynamic response by interneuron subtypes during sensory processing
  Laurianne Zana (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 11 h 05
  Aspect spatial et temporal de la signalisation du TGFb dans l'angiogenese post-natale
  Mathilde Bizou (UdeM - Université de Montréal)

Dîner

Microcirculation niveau cellulaire

• Communication orale 14 h 00
  Le canal TRPC3 régule la constriction induite par la pression luminale des péricytes contractiles
  Fabrice Dabertrand (Université du Vermont)

  Le contrôle précis du débit sanguin dans la microcirculation cérébrale est essentiel au bon fonctionnement des neurones. Cependant, les mécanismes de la distribution du sang dans les réseaux capillaires restent mal compris. Étendre notre compréhension de ce processus est essentiel car une perturbation de l’hémodynamique cérébrale apparait comme un élément précurseur des maladies des petits vaisseaux. À l’aide d’une nouvelle approche ex vivo développée par notre groupe, nous avons observé que les péricytes localisés sur les premiers embranchements capillaires, d’ordre 1 à 4, contractent et relaxent en réponse aux changements de pression luminale. Nos données montrent que la constriction de ces péricytes proximaux est déterminée par une dépolarisation du potentiel de membrane avec un rôle central joué par l’activation du canal TRPC3 et les libérations de calcium par le récepteur à inositol triphosphate. Remarquablement, l’ablation génétique du canal TRPC3 altère la constriction induite par la pression seulement chez les péricytes, et non les artérioles. Ces observations impliquent que la résistance créée par le réseau capillaire n’est pas constante et homogène, mais au contraire variable et dynamique, projetant un nouvel éclairage sur la régulation du débit sanguin.

• Communication orale 14 h 20
  Un traitement tardif avec l’inhibiteur de Bcl-2 Navitoclax améliore les fonctions cognitives uniquement chez les souris mâles âgée athérosclérotiques
  Eric Thorin (UdeM - Université de Montréal)

  Introduction. Les cellules sénescentes (CS) s’accumulent avec l’âge et produisent des facteurs inflammatoires qui alimentent les maladies chroniques liées à l’âge telles l’athérosclérose et les pertes cognitives. Ces cellules sont devenues la cible de nouveaux médicaments, les sénolytiques. Objectifs. Tester l’hypothèse que l’élimination des CS en induisant leur apoptose ralentit les pertes cognitives dans un modèle murin d’athérosclérose. Méthodologie. Des souris mâles et femelles athérosclérotiques ont été traitées de 9 à 12 mois une semaine sur 3 avec le Navitoclax (50mg/kg, n=30) ou le placébo (n=30). La cognition a été évaluée à 12 mois par le test de la piscine de Morris (n=15 par groupe et sexe). Résultats. Chez les mâles, le sénolytique a amélioré la vitesse d’apprentissage et la mémoire spatiale, à court et long terme (p<0,003). Le traitement est antiathérogène (-16%, p<0,038), mais n’affecte ni le débit sanguin cérébral ni la dilatation induite par le débit d’artères cérébrales. Chez les femelles, le traitement a amélioré la fonction endothéliale mais il est délétère pour la mémoire à long terme. Conclusion. Les souris mâles athérosclérotiques âgées ont bénéficié cognitivement du traitement sénolytique tardif, sans amélioration des fonctions cérébrovasculaires autres que la taille de la lésion. Chez les femelles, le traitement semble néfaste malgré une meilleure fonction endothéliale. Ce dimorphisme sexuel majeur devra être évalué par des analyses moléculaires.

• Communication orale 14 h 40
  Le facteur de risque pour la maladie d’Alzheimer CD2-associated protein (CD2AP) régule la fonction cérébrovasculaire
  Milene Vandal (University of Calgary)

  Les problèmes cérébrovasculaires sont parmi les premiers déficits observés dans la maladie d’Alzheimer (MA). La cartographie moléculaire des vaisseaux cérébraux montre que le profil génétique les cellules endothéliales est altéré chez les patients atteints de la maladie. CD2-associated protein (CD2AP), un facteur de risque génétique pour la MA, est enrichi dans l’endothélium mais son rôle dans les vaisseaux sanguins demeure mal défini. Dans cette étude, nous avons trouvé qu’une diminution de CD2AP dans vaisseaux sanguins était lié à une baisse de la mémoire chez des personnes atteintes de la MA, que la réduction de CD2AP dans l’endothélium dans un modèle murin causait une baisse des fonctions cognitives et du débit sanguin cérébral ainsi qu’une augmentation de la vulnérabilité aux oligomères d’amyloïde-beta (Ab), que dans les cellules endothéliales, CD2AP contrôlait la signalisation de Apolipoprotein E Receptor 2 (ApoER2) et finalement, que l’activation de ApoER2 protégeait les animaux avec un faible niveau de CD2AP contre les effets toxiques d’Ab. En résumé, un dérèglement de CD2AP dans l’endothélium conduit à des déficits cérébrovasculaires qui pourraient augmenter la susceptibilité à la MA.

Imagerie

• Communication orale 15 h 30
  Activation synaptique et consommation d'oxygène
  Serge Charpak (Inserm U968)
• Communication orale 16 h 00
  Imagerie ultrasonore de localisation dynamique cérébrale
  Jean Provost (Polytechnique Montréal)
• Communication orale 16 h 20
  umIT : une librairie open-source pour la gestion et analyse de données d’imagerie mésoscopique
  Bruno Oliveira Ferreira De Souza (Labeo Technologies)

  Les expériences en imagerie à l’échelle mésoscopique sont devenues de plus en plus complexes. Cela peut générer grandes quantités de données qui doivent être stockées et analysées en temps opportun. Cela peut être un facteur limitant à mesure que les expériences deviennent plus grandes et plus complexes. Afin de résoudre ce problème, nous avons construit une librairie d’analyse nommée umIT (universal mesoscale Imaging Toolbox) qui fournit un ensemble d'outils pour gérer et automatiser les étapes critiques du traitement de données d'imagerie à grande échelle.

  La librairie a été créée dans MATLAB. Elle est composée de quatre modules principaux qui gèrent les métadonnées de l'expérience (c.-à-d. des informations sur les sujets expérimentaux et les enregistrements), créent des pipelines pour importer et prétraiter les données, fournissent des outils de visualisation et de comparaisons de groupes.

  Bien qu'à ce jour, la boîte à outils couvre la plupart des besoins d'une expérience d'imagerie typique, elle a été conçue pour être adaptable et extensible avec la possibilité pour l'utilisateur de créer des fonctions personnalisées qui peuvent être entièrement intégrées dans le pipeline de traitement.

• Communication orale 16 h 40
  Mesurer l’oxygénation du sang dans les structures vasculaires de l’œil. Technologies, performances et applications cliniques possibles.
  Vasile Diaconu

Ressources en matière d’analyse et technologies

Cocktail