Etude des propriétés dynamiques de la sécrétion régulée des vésicules glutamatergiques des astrocytes

RESUME GRAND PUBLICLe cerveau est composé de différents types cellulaires, dont les neurones et les astrocytes. Faute de moyens pour les observer, les astrocytes sont très longtemps restés dans l'ombre alors que les neurones, bénéficiant des outils ad hoc pour être stimulés et étudiés, ont fait l'objet de toutes les attentions. Le développement de l'imagerie cellulaire et des outils fluorescents ont permis d'observer ces cellules non électriquement excitables et d'obtenir des informations qui laissent penser que ces cellules sont loin d'être passives et participent activement au fonctionnement cérébral. Cette participation au fonctionnement cérébral se fait en partie par le biais de la libération de substances neuro-actives (appellées gliotransmetteurs) que les astrocytes libèrent à proximité des synapses permettant ainsi de moduler le fonctionnement neuronal. Cette libération de gliotransmetteurs est principalement causée par l'activité neuronale que les astrocytes sont capables de sentir. Néanmoins, nous savons encore peu de chose sur les propriétés précises de la libération des gliotransmetteurs. Comprendre les propriétés spatio-temporelles de cette libération est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. En utilisant des outils fluorescents récemment développés et en combinant différentes techniques d'imagerie cellulaire, nous avons pu obtenir des informations très précises sur la libération de ces gliotransmetteurs par les astrocytes. Nous avons ainsi confirmé que cette libération était un processus très rapide et qu'elle était contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit une organisation complexe de la machinerie supportant la libération des gliotransmetteurs. Cette organisation complexe semble être à la base de la libération extrêmement rapide des gliotransmetteurs. Cette rapidité de libération et cette complexité structurelle semblent indiquer que les astrocytes sont des cellules particulièrement adaptées à une communication rapide et qu'elles peuvent, au même titre que les neurones dont elles seraient les partenaires légitimes, participer à la transmission et à l'intégration de l'information cérébrale.RESUMEDe petites vésicules, les « SLMVs » ou « Synaptic Like MicroVesicles », exprimant des transporteurs vésiculaires du glutamate (VGluTs) et libérant du glutamate par exocytose régulée, ont récemment été décrites dans les astrocytes en culture et in situ. Néanmoins, nous savons peu de chose sur les propriétés précises de la sécrétion de ces SLMVs. Contrairement aux neurones, le couplage stimulussécrétion des astrocytes n'est pas basé sur l'ouverture des canaux calciques membranaires mais nécessite l'intervention de seconds messagers et la libération du calcium par le reticulum endoplasmique (RE). Comprendre les propriétés spatio-temporelles de la sécrétion astrocytaire est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. Nous avons utilisé des outils fluorescents récemment développés pour étudier le recyclage des vésicules synaptiques glutamatergiques comme les colorants styryles et la pHluorin afin de pouvoir suivre la sécrétion des SLMVs à l'échelle de la cellule mais également à l'échelle des évènements. L'utilisation combinée de l'épifluorescence et de la fluorescence à onde évanescente nous a permis d'obtenir une résolution temporelle et spatiale sans précédent. Ainsi avons-nous confirmé que la sécrétion régulée des astrocytes était un processus très rapide (de l'ordre de quelques centaines de millisecondes). Nous avons découvert que cette sécrétion est contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit des compartiments cytosoliques délimités par le RE à proximité de la membrane plasmique et contenant les SLMVs. Cette organisation semble être à la base du couplage rapide entre l'activation des GPCRs et la sécrétion. L'existence de compartiments subcellulaires indépendants permettant de contenir les messagers intracellulaires et de limiter leur diffusion semble compenser de manière efficace la nonexcitabilité électrique des astrocytes. Par ailleurs, l'existence des différents pools de vésicules recrutés séquentiellement et fusionnant selon des modalités distinctes ainsi que l'existence de mécanismes permettant le renouvellement de ces pools lors de la stimulation suggèrent que les astrocytes peuvent faire face à une stimulation soutenue de leur sécrétion. Ces données suggèrent que la libération de gliotransmetteurs par exocytose régulée n'est pas seulement une propriété des astrocytes en culture mais bien le résultat d'une forte spécialisation de ces cellules pour la sécrétion. La rapidité de cette sécrétion donne aux astrocytes toutes les compétences pour pouvoir intervenir de manière active dans la transmission et l'intégration de l'information.ABSTRACTRecently, astrocytic synaptic like microvesicles (SLMVs), that express vesicular glutamate transporters (VGluTs) and are able to release glutamate by Ca2+-dependent regulated exocytosis, have been described both in tissue and in cultured astrocytes. Nevertheless, little is known about the specific properties of regulated secretion in astrocytes. Important differences may exist between astrocytic and neuronal exocytosis, starting from the fact that stimulus-secretion coupling in astrocytes is voltage independent, mediated by G-protein-coupled receptors and the release of Ca2+ from internal stores. Elucidating the spatiotemporal properties of astrocytic exo-endocytosis is, therefore, of primary importance for understanding the mode of communication of these cells and their role in brain signaling. We took advantage of fluorescent tools recently developed for studying recycling of glutamatergic vesicles at synapses like styryl dyes and pHluorin in order to follow exocytosis and endocytosis of SLMVs at the level of the entire cell or at the level of single event. We combined epifluorescence and total internal reflection fluorescence imaging to investigate, with unprecedented temporal and spatial resolution, the events underlying the stimulus-secretion in astrocytes. We confirmed that exo-endocytosis process in astrocytes proceeds with a time course on the millisecond time scale. We discovered that SLMVs exocytosis is controlled by local and fast Ca2+ elevations; indeed submicrometer cytosolic compartments delimited by endoplasmic reticulum (ER) tubuli reaching beneath the plasma membrane and containing SLMVs. Such complex organization seems to support the fast stimulus-secretion coupling reported here. Independent subcellular compartments formed by ER, SLMVs and plasma membrane containing intracellular messengers and limiting their diffusion seem to compensate efficiently the non-electrical excitability of astrocytes. Moreover, the existence of two pools of SLMVs which are sequentially recruited suggests a compensatory mechanisms allowing the refill of SLMVs and supporting exocytosis process over a wide range of multiple stimuli. These data suggest that regulated secretion is not only a feature of cultured astrocytes but results from a strong specialization of these cells. The rapidity of secretion demonstrates that astrocytes are able to actively participate in brain information transmission and processing.

Influence of local environmental olfactory cues on place learning in rats

The aim of the present study was to assess the influence of local environmental olfactory cues on place learning in rats. We developed a new experimental design allowing the comparison of the use of local olfactory and visual cues in spatial and discrimination learning. We compared the effect of both types of cues on the discrimination of a single food source in an open-field arena. The goal was either in a fixed or in a variable location, and could be indicated by local olfactory and/or visual cues. The local cues enhanced the discrimination of the goal dish, whether it was in a fixed or in a variable location. However, we did not observe any overshadowing of the spatial information by the local olfactory or visual cue. Rats relied primarily on distant visuospatial information to locate the goal, neglecting local information when it was in conflict with the spatial information.

Le développement de la temporalité : théorie et instrument de mesure du temps notionnel chez l'enfant

Les aléas du développement de la temporalité chez l'enfant passent souvent inaperçus, masqués par divers troubles psychopathologiques. Le temps constitue toutefois une dimension essentielle de l'adaptation scolaire, familiale ou sociale. En première partie, cet article retrace la psychogenèse de la temporalité et plus particulièrement le développement du temps notionnel et le développement des notions cinématiques. La seconde partie est consacrée à la présentation du questionnaire temporel pour l'enfant (QTE), étalonné sur un échantillon de 153 enfants de 6 à 13 ans. Cet instrument d'évaluation du temps notionnel offre au clinicien un outil de screening permettant d'identifier les difficultés temporelles chez les enfants.

Modeling resting-state functional networks when the cortex falls asleep: local and global changes.

The transition from wakefulness to sleep represents the most conspicuous change in behavior and the level of consciousness occurring in the healthy brain. It is accompanied by similarly conspicuous changes in neural dynamics, traditionally exemplified by the change from "desynchronized" electroencephalogram activity in wake to globally synchronized slow wave activity of early sleep. However, unit and local field recordings indicate that the transition is more gradual than it might appear: On one hand, local slow waves already appear during wake; on the other hand, slow sleep waves are only rarely global. Studies with functional magnetic resonance imaging also reveal changes in resting-state functional connectivity (FC) between wake and slow wave sleep. However, it remains unclear how resting-state networks may change during this transition period. Here, we employ large-scale modeling of the human cortico-cortical anatomical connectivity to evaluate changes in resting-state FC when the model "falls asleep" due to the progressive decrease in arousal-promoting neuromodulation. When cholinergic neuromodulation is parametrically decreased, local slow waves appear, while the overall organization of resting-state networks does not change. Furthermore, we show that these local slow waves are structured macroscopically in networks that resemble the resting-state networks. In contrast, when the neuromodulator decrease further to very low levels, slow waves become global and resting-state networks merge into a single undifferentiated, broadly synchronized network.

Développement d'indicateurs pour le contrat de prestations 2008 entre le Cipret et le Département de l'économie et de la santé (DES) : élaboration d'une théorie d'action du Cipret Genève selon le Modèle de catégorisation des résultats de Promotion Santé Suisse

[Table des matières] 1. Introduction. 2. Méthode. 3. Théorie d'action et plan de monitorage des résultats des activités du Cipret (Centre d'information et de prévention du tabagisme) : priorités pour l'année 2008: Axe 1: Informer sur les conséquences de la consommation de tabac et sur la promotion de la santé. Axe 2: Contribuer à la cohérence de la politique de santé publique en matière de tabac. Axe 3: Diminuer le nombre de nouveaux fumeurs. Axe 4: Aider au sevrage du tabac. Annexes.

First-line chemotherapy with local treatment can prevent external-beam irradiation and enucleation in low-stage intraocular retinoblastoma.

PURPOSE: To evaluate the efficacy of first-line chemotherapy (CT) in preventing external-beam radiotherapy (EBR) and/or enucleation in patients with retinoblastoma (Rbl). PATIENTS AND METHODS: Twenty-four patients with newly diagnosed unilateral or bilateral Rbl received CT associated with local treatment (LT). Two to five courses of etoposide and carboplatin were administered at 3- to 4-week intervals, depending on tumor response, and were completed each time by LT. RESULTS: Tumor response was observed in all eyes. Twenty-one of 24 patients showed a complete response (CR) that persisted at a median follow-up (FU) of 31 months (range, 4 to 41 months). Among the three patients who relapsed, two were lost to FU and one died of progressive disease. CR was achieved by CT and LT alone in 15 (71.4%) of 21 patients with less advanced disease (groups I to III). Six other patients with advanced disease (groups IV and V) experienced treatment failure and needed salvage treatment by EBR and/or enucleation. The difference between the two patient groups with regard to disease stage was statistically significant (P <.0001). EBR could be avoided in 13 (68.4%) of 19 patients, who presented with groups I to III (15 eyes) and group V (one eye) disease, whereas enucleation could be avoided in only two (40%) of five. CONCLUSION: CT combined with intensive LT is effective in patients with groups I to III Rbl, permitting the avoidance of EBR in the majority of these young children and, thus, reducing the risk of long-term sequelae. This is in contrast with the disappointing results for patients with groups IV and V Rbl, in whom EBR and/or enucleation was needed.

Adjonction d'un anesthésique local intra-articulaire lors d'arthro-TDM/IRM : utilité et avantages de la Bupivacaïne.

Objectifs: Une phase hyperalgique dans les 4 heures post-examen arthrographique est maintenant reconnue dans la littérature. Comment s'en amender ? Nous comparonsl'absence d'anesthésique à l'adjonction de deux différents anesthésiques locaux intra-articulaires(rapidocaïne/bupivacaïne) lors d'arthro-TDM/IRM. Matériels et méthodes: Après approbation du comité d'éthique, étude prospective chez 150 patients répartis aléatoirement en trois groupes : 1) sans anesthésique intra-articulaire, 2)rapidocaïne 1%, 3) bupivacaïne 0,25%. Recueil du score EVA (0-10) aux 5 temps suivants : avant injection (score de base), puis 20 minutes, 4 heures, 24 heureset 7 jours après la procédure. Résultats: Le pic douloureux maximal se trouve à 4h après la procédure (idem littérature). La douleur augmente en moyenne de 1,60 unités 4h après la procédure pour legroupe 1, de 1,22 unités pour le groupe 2 et de 0,29 unités pour le groupe 3. La différence entre les groupes 1 et 3 est statistiquement significative (p=0,002 -Tests ANOVA et de Sidak). Elle n'est pas significative entre les groupes 1 et 2 (p=0,536). La comparaison rapidocaïne et bupivacaïne est moins concluante(p=0,065). Conclusion: L'adjonction de bupivacaïne intra-articulaire devrait être réalisée lors d'examens arthrographiques, surtout afin d'améliorer le confort du patient mais aussi pourfavoriser son immobilité lors de l'acquisition des images TDM ou IRM .

Local adaptation and matching habitat choice in female barn owls with respect to melanic coloration.

Local adaptation is a major mechanism underlying the maintenance of phenotypic variation in spatially heterogeneous environments. In the barn owl (Tyto alba), dark and pale reddish-pheomelanic individuals are adapted to conditions prevailing in northern and southern Europe, respectively. Using a long-term dataset from Central Europe, we report results consistent with the hypothesis that the different pheomelanic phenotypes are adapted to specific local conditions in females, but not in males. Compared to whitish females, reddish females bred in sites surrounded by more arable fields and less forests. Colour-dependent habitat choice was apparently beneficial. First, whitish females produced more fledglings when breeding in wooded areas, whereas reddish females when breeding in sites with more arable fields. Second, cross-fostering experiments showed that female nestlings grew wings more rapidly when both their foster and biological mothers were of similar colour. The latter result suggests that mothers should particularly produce daughters in environments that best match their own coloration. Accordingly, whiter females produced fewer daughters in territories with more arable fields. In conclusion, females displaying alternative melanic phenotypes bred in habitats providing them with the highest fitness benefits. Although small in magnitude, matching habitat selection and local adaptation may help maintain variation in pheomelanin coloration in the barn owl.

Le développement de l'espace de culte en Grèce centrale et dans le Péloponnèse entre l'Helladique Récent IIIB et le Géométrique Récent

Notre travail s'insère dans un vaste courant de recherche qui concerne le développement du phénomène religieux en Grèce entre la période mycénienne et l'époque archaïque et qui touche non seulement à l'archéologie, mais aussi à l'histoire de la religion et à la linguistique. Avant de présenter l'objet d'étude choisi (l'espace de culte) et de définir nos perspectives, il nous semble pourtant nécessaire de tracer les lignes principales relatives au débat déclenché par les théories de continuité ou de rupture et aux développements plus récents (premier chapitre). Dans le deuxième chapitre, nous illustrerons la structure de notre travail et nous présenterons la méthode élaborée et les sources utilisées pour retracer l'évolution des lieux cultuels au fil du temps. Dans ce but, le recensement et l'analyse de ceux-ci sur la base de principes fondamentaux de l'archéologie du culte sera complémentaire à l'examen de leurs rapports avec le territoire environnant entre l'Helladique IIIB et le Géométrique Récent. Cette approche sera appliquée à l'analyse de contextes régionaux considérés (troisième chapitre) et nous permettra d'avancer de nouvelles hypothèses concernant la fréquentation et dans la destination des espaces de culte de la Grèce centrale et du Péloponnèse durant la période considérée (quatrième et cinquième chapitre).

Multilayer perceptron with local constraint as an emerging method in spatial data analysis

The use of Geographic Information Systems has revolutionalized the handling and the visualization of geo-referenced data and has underlined the critic role of spatial analysis. The usual tools for such a purpose are geostatistics which are widely used in Earth science. Geostatistics are based upon several hypothesis which are not always verified in practice. On the other hand, Artificial Neural Network (ANN) a priori can be used without special assumptions and are known to be flexible. This paper proposes to discuss the application of ANN in the case of the interpolation of a geo-referenced variable.