Rôle des cellules gliales dans la synaptogenèse de différentes régions du système nerveux central

Il a été montré que des signaux provenant des cellules gliales, en particulier des astrocytes, contrôlent le développement des synapses de certains types neuronaux. Afin d'étudier si ce principe s'applique à d'autres types neuronaux du système nerveux central (SNC), nous avons développé une nouvelle méthode permettant l'isolation et la culture, dans un milieu bien defini, de neurones de cervelet et d'hippocampe et de cellules ganglionnaires de rétine (CGR) de souris au stade postnatal. Par électrophysiologie et immunocytochimie, nous avons montrer que les neurones d'hippocampes et de cervelet forment des synapses fonctionnelles an l'absence de cellules gliales, alors qu elles sont nécessaires au développement des synapses des CGR. En effet, en présence de glie l'incidence et la fréquence de l'activité synaptique miniature des CGR est drastiquement augmentée. Par ailleurs, les cellules gliales induisent la maturation et/ou la fonctionnalité des synapses excitatrices. En effet, en présence de glie la taille des courants synaptiques spontanées est augmentée pour les trois types neuronaux et celle des courants synaptiques miniatures ne l'est que pour les neurones d'hippocampe et les CGR. Les courants synaptiques inhibiteurs ne sont pas affectés par la glie. De plus, nous avons également étudié si la glie est nécessaire aux neurones d'hippocampe pour ajuster leur excitabilité synaptique suite à l'altération du niveau d'activité dans le réseau neuronal. Ceci ayant pour but de maintenir leur taux de décharge constant ( activity-dependant changes ). Nous avons observé que le bloquage chronique de l'activité électrique dans les neurones d'hippocampe entraine une augmentation de la fréquence et de la taille des courants synaptiques miniatures et cela uniquement en présence de glie. Ainsi, nos résultats indiquent que dans le SNC des mammifères, les cellules gliales influencent le développement et la plasticité des synapses excitatrices.There is increasing evidence that synapse function depends on interactions with glial cells, namely astrocytes. Studies on specific neurons of the central nervous system (CNS) indicated that glial signals also control synapse development, but it remained unclear, whether this is a general principle that applies to other neuronal cell types. To address this question, we developed new methods to immunoisolate neurons from different brain regions of postnatal mice and to culture them in a chemically defined medium. In the absence of glial cells, electrophysiological recordings and immunocytochemical staining, revealed vigorous synaptogenesis in hippocampal and cerebellar neurons, but not in retinal ganglion cells (RGCs). Coculture with glia promoted synapse development in RGCs as indicated by a strong increase in the incidence and frquency of action potential-independent miniature synaptic currents, but showed no such effects in hippocampal or cerebellar neurons. On the other hand, glial signals promoted the maturation or function of excitatory synapses as indicated by an increase in the size of spontaneous synaptic events in all neuronal cell type and of miniature synaptic currents in hippocampal neurons and RGCs. Inhibitory synaptic currents remained largely unaffected by glia. In a first series of experiments on hippocampal cultures, we studied whether glia is required for activity-dependent changes in synaptic efficacy. We observed that chronic blockade of electrical activity in hippocampal neurons raised the frquency and size of synaptic currents only if glia cells were present. Our results indicate that in the mammalian CNS glial signals influence on the development and plasticity of excitatory synapses