Influence du stress sur le cortex moteur primaire de la souris et ses conséquences chez un modèle murin de la sclérose latérale amyotrophique

Abstract

Le stress est une réponse spontanée d’adaptation de l’organisme, visant à mobiliser les ressources nécessaires pour faire face à une situation perçue comme menaçante. Son influence a majoritairement été décrite au sein de structures limbiques. Or, en tant que processus adaptatif, il module les comportements et impacterait les structures impliquées dans la motricité, dont le cortex moteur primaire (M1). Cette aire cérébrale, à l’origine de la commande motrice volontaire, partage en effet des connexions avec des structures clés de l’axe corticotrope. Peu de données existent cependant, quant à la relation entre le stress et le M1. Une meilleure compréhension de l’impact du stress sur le fonctionnement du réseau neuronal au sein du M1 en conditions physiologiques, permettrait de mieux apprécier ses effets en cas de réseau cortical moteur altéré, comme observé dans le cas de la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Ce travail de recherche visait ainsi à définir chez la souris adulte, l’influence du stress sur l’excitabilité et la plasticité du M1 de souris en conditions physiologiques, et d’en évaluer les conséquences dans le cadre de la SLA, en utilisant un modèle murin de la pathologie, la souris SOD1G93A (SOD). Dans un premier temps, les enregistrements électrophysiologiques in vitro et in vivo respectivement de l’excitabilité des interneurones du M1, et de la plasticité du réseau formé par les M1 des deux hémisphères cérébraux (M1-M1) ont révélé qu’un stress aigu tend à promouvoir une augmentation de l’activité globale du M1 chez les WT, mais au contraire à favoriser une diminution de cette activité chez les SOD. Une approche immunohistochimique a également montré suite au stress, des modifications dans le M1 de l’expression de KCC2 et NKCC1, deux cotransporteurs au chlorure régulant l’efficacité de la transmission GABAergique inhibitrice, avec une augmentation de l’expression de KCC2 chez les WT et de NKCC1 chez les SOD. La modification du ratio KCC2/NKCC1 pourrait suggérer une modulation différentielle de la transmission inhibitrice entre ces deux groupes. Dans un second temps, en utilisant les mêmes techniques d’électrophysiologie in vivo et d’immunohistochimie nous avons mis en évidence qu’un stress prénatal favorisait également l’augmentation de l’activité neuronale au sein du M1 des WT, et sa réduction chez les SOD, associé à une augmentation de l’expression de KCC2 et NKCC1 quel que soit le génotype, qui pourraient être en lien avec leurs rôles respectifs dans la formation d’épines dendritiques de novo et la régulation de l’inflammation. Dans un troisième temps, l’utilisation d’une batterie de tests comportementaux a démontré que les souris stressées (stress aigu ou prénatal) WT et SOD, présentaient des déficits cognitifs. En revanche seules les souris soumises à un stress prénatal ont démontré une diminution des performances motrices, suggérant une possible relation entre les changements de la plasticité observés suite à un stress prénatal et les apprentissages moteurs. Enfin, bien que le stress prénatal n’ait pas influencé la survie des animaux SOD, il semble légèrement précipiter l’apparition des symptômes de la SLA. Dans l’ensemble, ces données démontrent l’influence du stress sur l’activité et la plasticité du M1 et pointe vers la nécessité d’une meilleure compréhension de l’implication de ces changements dans la réponse au stress mais également dans l’évolution de la SLA.