Rôle du microARN miR-124 dans la plasticité homéostatique via le contrôle de l’expression de la synaptopodine et des récepteurs AMPA dans les neurones de l'hippocampe

Abstract

Le synaptic scaling est une forme de plasticité homéostatique par lequel les synapses ajustent leur efficacité pour compenser des variations normales ou pathologiques de l'activité neuronale notamment lors des maladies neurodégeneratives ou suite à la perte d’afférences sensorielles après une lésion. Dans un modèle expérimental classique, le traitement chronique des neurones primaires avec la tétrodotoxine (TTX) pour bloquer la propagation des potentiels d'action présynaptiques induit une augmentation significative de l'amplitude des courants miniatures excitateurs transmis par les récepteurs du glutamate AMPA postsynaptiques. Plusieurs voies de signalisation ont été proposées, dont celle impliquant les microARNs (miRs), de petits ARN non-codants qui inhibent la traduction des protéines en se liant aux ARN messagers cibles. Dans ce contexte, nous avons exploré l'hypothèse que le microARN, miR-124, fortement exprimé dans le cerveau, pourrait être un régulateur important de l'homéostasie synaptique en contrôlant l'expression de la protéine synaptopodine, une protéine structurante des épines dendritiques et indispensable à l'expression du synaptic scaling.En combinant des approches de RTq-PCR, d'immunocytochimie et d'électrophysiologie in vitro, nous avons montré dans un premier temps que la privation globale de l'activité des neurones primaires d’hippocampe diminuait le niveau d'expression de miR-124 et augmentait celui de la synaptopodine et des récepteurs AMPA dont la sous-unité GluA2 est une autre cible de miR-124. Par ailleurs, en rendant des synapses individuelles inactives via l’expression présynaptique de la toxine tétanique, nous avons observé que le recrutement synaptique des récepteurs AMPA et de la synaptopodine était spécifique de ces synapses, suggérant une régulation homéostatique locale. Dans un deuxième temps, nous avons trouvé que la surexpression de miR-124 ou l’inhibition de son interaction avec l’ARNm de la synaptopodine ou de GluA2 bloquaient la réponse synaptique homéostatique induite par le traitement TTX. Enfin, des expériences de FRAP ont suggéré que la synaptopodine influençait le trafic des récepteurs AMPA à la membrane probablement en les stabilisant à la synapse, ce qui expliquerait ainsi son rôle pendant la plasticité homéostatique.