Evaluation of the noradrenergic contribution to cortical hyperexcitability in mouse models of amyotrophic lateral sclerosis

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative caractérisée par la perte des neurones corticospinaux, localisés dans le cortex cérébral, et des motoneurones bulbaires et spinaux, localisés dans le tronc cérébral et la moelle épinière. Les patients atteints de SLA présentent une hyperexcitabilité corticale précoce, voire pré-symptomatique, et négativement corrélée à leur survie. Une étude du laboratoire a permis de mettre en évidence la présence d’une hyperexcitabilité corticale dans des modèles murins de la maladie : les souris Sod1G86R et Fus+/ΔNLS. Les travaux présentés dans cette thèse ont eu pour but de déterminer des mécanismes pouvant sous-tendre l’altération de cette balance entre excitation et inhibition corticale dans ces mêmes modèles. Nous avons mis en évidence une déplétion des niveaux de noradrénaline, une diminution des projections noradrénergiques et de l’expression de récepteurs adrénergiques inhibiteurs dans le cortex cérébral de ces modèles associées, chez les souris Sod1G86R, à une réduction du nombre de neurones noradrénergiques. Chez des souris sauvages, la déplétion noradrénergique suffit à induire un déséquilibre de la balance excitation-inhibition corticale, tandis qu’une supplémentation en noradrénaline dans le modèle Sod1G86R permet un rétablissement de cette dernière. Ainsi, la déplétion des niveaux corticaux de noradrénaline contribuerait à l’hyperexcitabilité corticale et la régulation de ces derniers pourrait permettre un rééquilibrage de la balance excitation-inhibition corticale.Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease characterised by the loss of corticospinal neurons, localised in the cerebral cortex, and bulbar and spinal motoneurons, localised in the brainstem and spinal cord. ALS patients exhibit an early cortical hyperexcitability, pre-symptomatic in some cases, and negatively correlated to their survival. A study in our lab demonstrated a cortical hyperexcitability in mouse models of the disease: Sod1G86R and Fus+/ΔNLS mice. The work presented in this thesis aimed to determine the underlying mechanisms of the cortical excitation-inhibition imbalanced in these models. We demonstrated a depletion of noradrenaline levels, decreased noradrenergic projections and inhibitory adrenergic receptors in the cerebral cortex of these mice with, in Sod1G86R mice, a reduction of noradrenergic neurons. In wild-type mice, noradrenergic depletion is sufficient to induce a cortical excitation-inhibition imbalance, while noradrenaline supplementation in Sod1G86R mice helps restoring it. Therefore, cortical noradrenergic depletion contributes to cortical hyperexcitability and its regulation might allow a rebalancing of the cortical excitation-inhibition balance