ED Sciences de la Vie et de la Santé
La signalisation du recepteur cannabinoïde de type-1 et son role dans la regulation de la dynamique du lactate cerebral chez la souris en libre mouvement
par Tommaso DALLA TOR (Neurocentre Magendie)
Cette soutenance a lieu à 12h00 - Sala riunioni Torre Biologica Torre Biologica Via Santa Sofia, 97 - 95123 - Catania
devant le jury composé de
- Giovanni MARSICANO - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Riccardo BRAMBILLA - Full professor - University of Pavia - Examinateur
- Marco RIVA - Full professor - Università degli Studi di Milano, Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari - Examinateur
- Roberto CICCOCIOPPO - Full professor - University of Camerino - Examinateur
- Filippo DRAGO - Directeur de recherche - Università di Catania, Scienze Biomediche e Biotecnologiche - CoDirecteur de these
Le cerveau est l'un des organes les plus actifs sur le plan métabolique. Bien qu'il ne représente qu'environ 2 % du poids corporel, il consomme jusqu'à 20 % de l'énergie de l'organisme. Cette énergie provient principalement du métabolisme du glucose, qui génère à la fois de l'ATP et du lactate. Dans le système nerveux central (SNC), les astrocytes sont la principale source de lactate, produit majoritairement via la glycolyse aérobie. Les neurones, eux, dépendent de la phosphorylation oxydative pour produire de l'ATP et utilisent préférentiellement le lactate comme substrat énergétique, via la navette lactate astrocyte-neurone (ANLS). Au-delà de son rôle métabolique, le lactate agit aussi comme molécule de signalisation impliquée dans la plasticité neuronale, la mémoire et le comportement. Pourtant, les mécanismes régissant sa production et sa libération dans le cerveau restent mal compris. Des travaux récents ont mis en lumière l'implication du récepteur cannabinoïde de type 1 (CB1R) dans la régulation du métabolisme astrocytaire. Une activation prolongée des CB1Rs mitochondriaux (mtCB1Rs) pendant 24 h réduit la production de lactate. En revanche, nos résultats montrent qu'une stimulation brève (5 min) des CB1Rs induit une augmentation transitoire du lactate. Bien que ces effets aient été observés in vitro, leur impact in vivo sur les dynamiques de lactate cérébral reste à explorer. Dans cette thèse, nous abordons cette question à l'aide de la fibre photométrie (FP) et d'eLACCO2.1, un biosenseur fluorescent génétiquement codé pour détecter le lactate extracellulaire. Nous avons établi un protocole pour mesurer les dynamiques du lactate chez des souris en mouvement libre et validé la sensibilité du capteur à l'administration de lactate exogène. Nos expériences in vivo montrent que les niveaux de lactate sont modulés non seulement par l'exposition aux cannabinoïdes, mais aussi par l'état comportemental, notamment l'activité locomotrice. Des fluctuations régionales spécifiques ont été observées lors des phases d'immobilité et après administration de Δ⁹-THC, suggérant que l'activation des CB1Rs modifie la dynamique de régulation du lactate de manière dépendante des circuits neuronaux. En parallèle, nous avons étudié les mécanismes intracellulaires de régulation du lactate via les CB1Rs dans des astrocytes en culture, en nous concentrant sur la transition entre effets transitoires et persistants induits par WIN55. En utilisant l'inhibiteur de la PKC Go 6983, nous avons montré que l'activité de la PKC est essentielle à la fois pour l'augmentation transitoire et la suppression prolongée du lactate induites par les CB1Rs. Son inhibition abolit les deux effets, révélant son rôle de commutateur moléculaire clé dans l'axe CB1R–lactate. Une accumulation progressive de lactate a été observée lorsque la PKC était inhibée en présence de CB1R, tandis que l'inhibition seule n'a pas modifié les niveaux basaux (avec certaines limites techniques). Ensemble, ces résultats établissent une nouvelle méthode in vivo pour l'étude du lactate chez l'animal libre, montrent que le Δ⁹-THC modifie les dynamiques de lactate pendant l'immobilité, et révèlent un rôle mal caractérisé de la PKC dans la régulation métabolique astrocytaire. Ce travail approfondit notre compréhension des interactions entre signalisation cannabinoïde, fonction astrocytaire et comportement.