Régulation par le calcium des propriétés de liaison des récepteurs glutamatergiques AMPA sur des coupes de cerveaux congelés de souris

Abstract

Dans une situation d'apprentissage, il a été proposé que les neurones recrutés et les synapses activées pour accomplir cet exercice mental se modifient afin de laisser, à l'échelle cellulaire, une trace mnésique. Les récents et nombreux travaux de recherche en neurobiologie de la mémoire ont permis de confirmer l'existence potentielle d'une partie de ces processus cognitifs hypothétiques. Entre autres, il a été démontré que les changements neuronaux survenant lors de divers phénomènes de modulation de la fonction synaptique (plasticité synaptique) seraient, en partie, le résultat d'une modification des propriétés des récepteurs glutamatergiques de type AMPA (a-amino-3-hydroxy-5-méthyl-4-isoxazolepropionate) par des processus enzymatiques dépendants de l'ion calcium (Ca2+). Cependant, la caractérisation des effets de plusieurs conditions (pathologies, comparaisons interespèces, modifications génétiques) sur les capacités mnésiques des sujets expérimentaux et sur les phénomènes de plasticité synaptique observés dans leur cerveau a été et est encore principalement effectuée par l'utilisation de souris, tandis que les données sur les propriétés de liaison des récepteurs AMPA sont, dans l'ensemble, tirées d'expériences effectuées avec des rats. Par conséquent, la caractérisation des mécanismes de régulation des propriétés de liaison des récepteurs AMP A chez la souris s'avère nécessaire afin de faciliter et d'approfondir la compréhension des processus cellulaires impliqués dans l'expression des différentes formes de plasticité synaptique associées aux circuits neuronaux glutamatergiques. Durant mes travaux de maîtrise, des analyses qualitatives et quantitatives de la liaison de ligands tritiés sur des coupes de cerveaux congelés de différentes souches de souris ont été effectuées afin de déterminer comment l'exposition de ces coupes à des ions calcium (traitement calcique) est en mesure de modifier les propriétés de liaison des récepteurs glutamatergiques AMP A. Les résultats obtenus avec la souche B6C3Fl montrent que le Ca2+ a des effets sur les propriétés de liaison de ces récepteurs qui sont différents d'une région cérébrale à l'autre : la liaison est augmentée dans l'hippocampe, diminuée dans le cortex et le striatum, et inchangée dans le thalamus. De plus, ces effets semblent spécifiques aux récepteurs AMPA puisque le traitement calcique des coupes de cerveau n'a pas induit de changements de la liaison de ligands tritiés aux récepteurs NMDA (N-méthyl-D-aspartate), un autre type de récepteurs glutamatergiques. L'analyse de courbes de saturation de la liaison de l' AMPA tritié a révélé que la hausse de la liaison induite par le Ca2+ dans la région CA1 radiatum de l'hippocampe est due à un changement dans le nombre maximal de sites de liaison (Bmax), alors que la baisse de la liaison observée dans le cortex et induite par le Ca2+ semble être le résultat d'une diminution de l'affinité (exprimée par le Kt) des récepteurs AMPA envers le ligand. Cette régulation calcique à la baisse de l'affinité des récepteurs AMP A dans le cortex et le striatum semble impliquer l'activation de la phospholipase A2 et de la voie lipoxygénase du métabolisme de l'acide arachidonique puisqu'elle est bloquée par des inhibiteurs de ces systèmes enzymatiques.