Sonia Garel

Introduction

L’objectif général du laboratoire est de comprendre comment les circuits du cerveau antérieur, qui permettent la perception sensorielle, les réponses motrices et la cognition, sont mis en place de manière fonctionnelle au cours du développement. Ces processus commencent dans l’embryon, où des programmes de développement intrinsèques coordonnent l’assemblage des neurones par une chorégraphie complexe de migration de neurones et de navigation axonale. Ces programmes intrinsèques peuvent cependant être perturbés par l’environnement maternel, ce qui s’illustre par le fait que l’inflammation prénatale constitue un risque pour les maladies neuro-développementales, comme la schizophrénie et les troubles du spectre autistique.

Comprendre comment les programmes embryonnaires et les signaux maternels contrôlent l’assemblage de la circuiterie du cerveau antérieur est donc essentiel non seulement pour progresser dans notre compréhension de la morphogenèse cérébrale, mais également pour mettre en place un cadre d’évaluation de l’étiologie des maladies.

Projets et réalisations

Pour ce faire, le laboratoire examine comment la migration façonne l’assemblage des circuits du cerveau antérieur, comment ces circuits établissent des connections axonales à longue distance et comment les cellules microgliales, les macrophages résidents du cerveau qui sont activés par l’inflammation prénatale, contribuent à ces deux processus. Ces questions sont abordées en utilisant une combinaison d’outils tels que la génétique moléculaire de la souris, des systèmes de culture ex vivo, du patterning multiprotéique in vitro, et de l’imagerie intermittente avancée (time lapse), qui permettent la manipulation des structures, des gènes, et des facteurs environnementaux.

Les travaux antérieurs du laboratoire ont montré que le « câblage » cérébral s’appuie sur une carte complexe d’interactions entre neurones mais également avec des cellules immunitaires, la microglie. Les études initiales ont démontré un rôle de la migration dans la construction de la connectivité et soulevé la question de savoir si la migration est en retour elle-même régulée par ce câblage. Ces études ont également démontré le besoin d’étudier toutes les interactions, y compris celles incluant des cellules non neurales. Les publications récentes du laboratoire révèlent que la microglie constituent un « point d’entrée » général dans le cerveau embryonnaire pour une grande variété de facteurs environnementaux, y compris le microbiome. Des défauts génétiques ou causés par l’environnement dans la microglie altèrent le câblage néocortical et son fonctionnement, révélant ainsi comment les déficits immunitaire génétiques ou les signaux externes contribuent à des morphogenèses cérébrales pathologiques.

Impact

La déchiffrage de comment les interactions temporaires entre neurones et avec des cellules immunitaires contribuent à l’émergence de circuits neuronaux fonctionnels est essentiel pour notre compréhension du câblage du cerveau et de son évolution. Cela ouvre aussi de nouvelles pistes pour comprendre le rôle du système immunitaire et son activation en conditions pathologiques.