Rôle spatio-fonctionnel de l'homéostasie du potassium oligodendrocytaire et ses implications dans les maladies neurodégénératives

par Melody Labarchede

Projet de thèse en Neurosciences

Sous la direction de Arne Battefeld.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé , en partenariat avec Institut des Maladies Neurodégénératives (laboratoire) depuis le 03-09-2019 .


  • Résumé

    Les niveaux de potassium extracellulaire dans le cerveau sont étroitement régulés pour éviter la surexcitabilité neuronale, en particulier au niveau de domaines excitables tels que les nœuds de Ranvier. Des altérations de l'homéostasie du potassium ont été impliquées dans la génération de crises convulsives et des altérations de potassium dans le cerveau ont été observées dans la maladie d'Alzheimer. Des travaux antérieurs ont établi que les oligodendrocytes sont impliqués dans le maintien du taux de potassium dans le cerveau et ainsi dans la limitation de l'activité neuronale. Dans un modèle de sclérose en plaques (SP), l'excitabilité neuronale est augmentée probablement en partie à cause d'une perte d'oligodendrocytes. Des expériences préliminaires ont révélé que dans le tissu cérébral de souris, les oligodendrocytes présentent un potentiel membranaire au repos moyen plus dépolarisé par rapport aux témoins. Nous émettons l'hypothèse que le potentiel membranaire dépolarisé des oligodendrocytes induit des altérations de la capacité tampon du potassium dans le modèle SP et que l'excitabilité neuronale est accrue en conséquence de ce déséquilibre. Notamment, une option de traitement pour atténuer les symptômes de la sclérose en plaques est la prescription du bloqueur des canaux potassiques 4-AP, qui peut améliorer les déficits moteurs des patients. Une action possible est une réduction de la charge de potassium qui à son tour atténue l'excitabilité neuronale. Dans ce projet, nous aborderons le pouvoir tampon spatio-temporel de potassium des oligodendrocytes dans les tissus sains et dans un modèle de sclérose en plaques.

  • Titre traduit

    Spatio-functional role of oligodendrocytic potassium homeostasis and their implications in neurodegenerative disease


  • Résumé

    Extracellular potassium levels in the brain are tightly regulated to avoid neuronal over-excitability especially at excitable domains as the Nodes of Ranvier. Alterations in potassium homeostasis have been implicated to play a role in the generation of seizures and brain potassium alterations have been observed in Alzheimer's disease. Previous work established that oligodendrocytes are involved in maintaining potassium levels in the brain and thereby limiting runaway neuronal activity. In a multiple sclerosis (MS) model, neuronal excitability is increased probably in part attributable to a loss of oligodendrocytes. Preliminary experiments revealed that in brain tissue of mice oligodendrocytes exhibit a depolarized average resting membrane potential compared to controls. We hypothesize that the depolarized membrane potential of oligodendrocytes leads to alterations in potassium buffering capacity in the MS model and neuronal excitability is increased as a consequence of this imbalance. Additionally, absence of the potassium uptake channel Kir4.1 from oligodendrocytes has been shown to be important for white matter potassium homeostasis. Notably, a treatment option to ameliorate multiple sclerosis symptoms is the prescription of the neuronal potassium channel blocker 4-AP which can improve motor deficits of patients. A possible action is a reduction of the extracellular potassium load which in turn has an effect on neuronal excitability. In this project, we will address the spatio-temporal potassium buffering capacity of oligodendrocytes in healthy tissue and in a model of multiple sclerosis.