Soutenance de thèse de CROZAT Elysa
Titre de thèse
Les Neurones en contact avec le Liquide Cérébrospinal comme modulateurs des fonctions autonomes
Thoracic CSF-contacting neurons as players in the modulation of autonomous function
Résumé de la thèse
Les neurones en contact avec le liquide céphalorachidien (Nc-LCS) sont situés dans la région épendymaire autour du canal central (CC) dans le tronc cérébral et la moelle épinière (ME). Ils ont une morphologie bipolaire, avec une dendrite unique qui projette vers le CC, se terminant par une protrusion ciliée dans le liquide cérébrospinal (LCS). Ces neurones expriment sélectivement le canal PKD2L1, aux propriétés chémo- et mécanosensibles. En raison de leur localisation, de leur morphologie et de l'expression sélective de PKD2L1, les Nc-LCS sont considérés comme un nouveau système sensoriel intrinsèque au système nerveux central. Bien qu'il ait été démontré que les Nc-LCS modulent les activités motrices chez le poisson zèbre et le mammifère, leurs autres partenaires synaptiques spinaux restent peu connus. Mon équipe a caractérisée les propriétés des Nc-LCS par des approches électrophysiologiques et histologiques au niveau du tronc cérébral et de la région lombaire de la ME. Cependant la région thoracique reste peu étudiée.
Les neurones préganglionnaires sympathiques (NPS), situés dans les segments thoraciques de la ME, contrôlent les fonctions autonomes telles que la digestion, la respiration et le tonus cardiovasculaire. Notamment, les NPS projettent leur arbre dendritique vers le CC, certains étant localisés à proximité immédiate des Nc-LCS. Plusieurs études ont montré qu'en l'absence d'innervation supraspinale, l'activité des NPS persiste, suggérant l'existence d'un réseau autonome intraspinal. Compte tenu de leur proximité et des fonctions liées à ces deux types de neurones, on peut émettre l'hypothèse que les NPS et Nc-LCS thoraciques interagissent au sein de ce réseau spinal.
Pour explorer cette hypothèse, mon projet visait à : caractérisation les Nc-LCS thoraciques, peu explorée jusqu'ici ; caractérisation les NPS chez la souris ; démontrer une connectivité entre ces deux populations. Mes résultats permettent d'apporter de nouvelles connaissances sur (1) les propriétés anatomiques et fonctionnelles des Nc-LCS le long de la ME, notamment l'expression de récepteurs ionotropiques et métabotropiques par exemple ; (2) le profil de décharge des NPS chez la souris pour les différents sous-noyaux autonomes. De plus, au cours de ma thèse j'ai apporté des évidences en faveur d'une connectivité entre Nc-LCS thoraciques et des partenaires locaux, tels que les NPS.
Thesis resume
Cerebrospinal fluid-contacting neurons (CSF-cNs) are located in the ependymal region surrounding the central canal (CC) in the brainstem and spinal cord (SC). They exhibit a bipolar morphology, with a single dendrite projecting toward the CC, ending in a ciliated protrusion into the cerebrospinal fluid (CSF). These neurons selectively express the polycystin isoform PKD2L1, a channel with chemo- and mechanosensitive properties. Due to their localization, morphology, and selective expression of PKD2L1, CSF-cNs are considered a novel sensory system intrinsic to the central nervous system (CNS). Although it has been demonstrated that CSF-cNs modulate motor activities in zebrafish and mammals, their other spinal synaptic partners remain largely unknown. My team has characterized the properties of CSF-cNs using electrophysiological and histological approaches at the brainstem and lumbar SC levels; however, the thoracic region remains underexplored.
Sympathetic preganglionic neurons (SPNs), located in the thoracic segments of the SC, control autonomic functions such as digestion, respiration, and cardiovascular tone. Notably, SPNs project their dendritic arbor toward the CC, with some positioned in close proximity to CSF-cNs. Recent studies have shown that, in the absence of supraspinal innervation, SPN activity persists, suggesting the existence of an intraspinal autonomous network. Given the proximity and functional relevance of these two neuron types, it is hypothesized that thoracic SPNs and CSF-cNs interact within this spinal network.
To investigate this hypothesis, my project aimed to: (1) characterize thoracic CSF-cNs, which have been minimally explored to date; (2) characterize SPNs in mice; and (3) demonstrate connectivity between these two populations. My results provide new insights into (1) the functional properties of CSF-cNs, including the expression of glutamatergic, purinergic, and adrenergic receptors; and (2) the discharge profile of SPNs in mice across different autonomic subnuclei. Furthermore, during my doctoral research, I identified that thoracic CSF-cNs seems to establish anatomical synaptic connections with local partners, such as SPNs.