Thèse Rôle de la Signalisation Purinergique Gliale dans l'Hypersynchronisation Neuronale des Réseaux Épileptogènes. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health École doctorale : Signalisations et Réseaux Intégratifs en Biologie Laboratoire de recherche : Translational research approaches for therapeutics, modelling and imaging of neurodegenerative diseases Direction de la thèse : Romina ARON-BADIN ORCID 0000000305435110 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-05T23:59:59 L'épilepsie est une pathologie neurologique chronique dont près de 30 % des patients présentent une pharmacorésistance aux antiépileptiques. Elle se caractérise par une prédisposition durable à des crises paroxystiques associées à une hyperactivité et une hypersynchronisation neuronales corticales. Si ces phénomènes sont bien décrits, les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents restent incomplètement élucidés. L'étude des interactions neuro-gliales, notamment via la signalisation purinergique extracellulaire, ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques.
L'ATP et ses métabolites (ADP, adénosine) possèdent des propriétés neuromodulatrices en plus de leur rôle inflammatoire. La diversité des récepteurs purinergiques ionotropiques P2X et métabotropiques P2Y, ainsi que leur expression spécifique selon les types cellulaires, confèrent à l'ATP des effets hautement cellule-dépendants. Des travaux du laboratoire ont montré que le blocage du récepteur microglial P2Y12 module directement l'activité synaptique inhibitrice des neurones pyramidaux et induit des modifications morphologiques microgliales. Par ailleurs, une forte expression des récepteurs astrocytaires P2Y1, P2Y2 et P2Y4 a été observée dans les foyers épileptiques humains. Dans des modèles murins, la signalisation purinergique accroît la réactivité astrocytaire, la gliotransmission purinergique et glutamatergique, ainsi que l'activation microgliale dépendante de P2Y12.
L'utilisation du senseur GRAB-ATP1.0 a récemment démontré que les astrocytes constituent une source majeure de sécrétions purinergiques post-lésionnelles. Le blocage de l'hémicanal astrocytaire Pannexine-1 (Panx1) abolit ces sécrétions et réduit le recrutement microglial. Le laboratoire a également mis en évidence une augmentation de l'activité calcique astrocytaire corrélée au recrutement microglial dans le tissu humain épileptique.
Ces données suggèrent un dialogue étroit entre astrocytes, microglie et synapses, reposant sur la libération et la réception de purines, modulant l'excitabilité neuronale. Nous posons l'hypothèse que les communications purinergiques gliales participent à l'émergence de l'activité épileptique et que les astrocytes jouent un rôle central dans une signalisation extracellulaire anormale favorisant hyperexcitabilité et hypersynchronisation du réseau.
Objectifs :
1. Mettre en évidence la proximité astrocyte-synapse-microglie dans le tissu humain épileptique par immunomarquage confocal, analyse statistique comparative et reconstruction 3D, complétées par microscopie électronique.
2. Démontrer l'importance des signaux purinergiques astrocytaires via la quantification des canaux d'efflux (Panx1, CALHM1, LRRC8, MAC) et des récepteurs purinergiques cellule-spécifiques. Le senseur GRAB-ATP1.0 exprimé sous promoteur pGFAP dans des tranches organotypiques humaines permettra d'analyser en imagerie biphotonique la localisation, la fréquence et la durée des signaux purinergiques. Des approches pharmacologiques et génétiques (iRNA/shRNA ciblant Panx1) préciseront leur origine et leur rôle.
3. Démontrer l'implication de ces sécrétions dans la modulation de l'activité neuronale par enregistrements MEA couplés à l'imagerie GRAB-ATP1.0, ainsi que par électrophysiologie intracellulaire, afin d'établir un lien causal entre signalisation purinergique et dynamique du réseau épileptogène.
Perspectives :
Les cellules gliales restent peu ciblées en thérapeutique antiépileptique. L'identification de cibles astro-centrées pourrait permettre une modulation indirecte de l'activité neuronale à l'échelle du réseau, potentiellement mieux tolérée que les traitements actuels, et ouvrir de nouvelles stratégies pour les épilepsies réfractaires. L'épilepsie est une pathologie neurologique chronique largement représentée, dont la prise en charge reste limitée par une pharmacorésistance aux antiépileptiques dans près de 30% des cas. Elle est caractérisée par une prédisposition durable au développement de crises paroxystiques aux manifestations diverses : absences, perceptions incohérentes et manifestations motrices. Son traitement représente un enjeu de santé public crucial afin de garantir la qualité de vie et la longévité des patients. Si l'hyperactivité et l'hypersynchronisation neuronale corticale provoquant ces crises sont assez bien documentées, les mécanismes cellulaires et moléculaires qui en sont à l'origine restent encore incomplètement élucidés. Dans ce contexte, l'étude des interactions neuro-gliales, et plus particulièrement de leur implication dans la signalisation purinergique extracellulaire, ouvre des perspectives novatrices de traitement. Il semble ainsi exister un dialogue étroit entre astrocyte, microglie et synapse, reposant sur la sécrétion et la réception de purines, et modulant activement l'excitabilité neuronale. Démontrer que les cellules gliales exercent un rôle clé dans la modulation de l'excitabilité neuronale chez les patients épileptiques. Nous quantifierons par imagerie confocale l'abondance et la localisation de synapses via immunomarquage classique et multiplexe dans le tissu humain épileptique et le tissu contrôle en périphérie du foyer. Une analyse statistique comparative à une répartition aléatoire sera utilisée afin d'analyser le corrélat entre l'abondance de synapses classifiées quadripartites et la nature du tissu étudié. Elle sera suivie d'une reconstruction 3D de la structure via utilisation du logiciel IMARIS. L'imagerie électronique à transmission sera finalement utilisée afin d'apporter, par des acquisitions à haute résolution, de nouvelles évidences sur la constitution de cette synapse.
Des immunomarquages seront dans un premier temps effectué afin de quantifier l'abondance de canaux d'efflux de purines (tel que Panx1, CALHM1, LRRC8 ou MAC) (Akiyuki Taruno, 2018), dans chaque type cellulaire par co-marquage avec des marqueurs spécifiques. Nous utiliserons ensuite un vecteur viral lentivirus portant le senseur GRAB-ATP1.0 spécifiquement exprimé à la membrane astrocytaire via le promoteur pGFAP. Les transductions virales seront appliquées sur des tranches organotypiques issues de résection chirurgicales de cortex humain de patients épileptiques. Les observations seront faites au microscope biphotonique et nous permettront d'étudier la localisation mais aussi la fréquence et la durée des signaux purinergiques dans l'environnement extracellulaire astrocytaire via une imagerie live ex-vivo en présence et absence de bloqueurs pharmacologiques divers ciblant les canaux perméants aux purines et les récepteurs purinergiques spécifiques aux différents types cellulaires.
Enfin, nous utiliserons des mesures électrophysiologiques extracellulaires Micro-Electrodes Array (MEA) couplées à l'imagerie biphotonique GRAB-ATP1.0 astrocytaire et lectin positive microgliale (Milior et Al 2020) afin de déterminer le lien entre l'activité des réseaux épileptogènes et la signalisation purinergique entre neurone et glie. Ces enregistrements seront effectués dans des tranches organotypiques de patients épileptiques humains, avec, comme contrôle, la zone périphérique au foyer épileptique. Le blocage pharmacologique de canaux d'efflux de purines et de récepteurs purinergiques cellule-spécifiques sera également utilisé pour établir un lien de cause à effet plus que de corrélation entre les modifications d'activité du réseau et l'action des purines dans l'environnement.

Titulaire d'un Master 2 en NEUROSCIENCES ou BIOLOGIE CELLULAIRES INTEGREES
Connaissance des techniques d'immunohistochimie et électrophysiologie souhaitées.
Rigueur scientifique, bonne communication, capacité à rendre compte, respect des règles de sécurité, capacité de travail en équipe