Impact d'un régime hyperlipidique sur l'aire CA2 de l'hippocampe : étude de la transmission hippocampique, de la signalisation ocytocine et de la plasticité
Impact of a high-fat diet on hippocampal area CA2 : study of hippocampal transmission, oxytocin signaling and plasticity
par Maud MULLER sous la direction de Vivien CHEVALEYRE et de Rebecca PISKOROWSKI
Thèse de doctorat en Neurosciences
ED 158 Cerveau, Cognition, Comportement

Soutenue le jeudi 14 décembre 2023 à Université Paris Cité

Sujets
  • Adaptation (physiologie)
  • Hippocampe (anatomie)
  • Mémoire collective
  • Obésité
  • Ocytocine
  • Région CA2 de l'hippocampe

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Mots clés
Obésité, Régime hyperlipidique, Hippocampe, Ca2, Mémoire Sociale, Ocytocine, Plasticité
Resumé
L'obésité provient en grande partie d'une consommation excessive de calories. Bien que les conséquences périphériques néfastes des régimes obésogènes soient bien documentés, leur impact sur les fonctions cognitives telles l'apprentissage et la mémoire, reste relativement inexploré. L'effet délétère d'un régime obésogène sur la mémoire sociale, une capacité cognitive vitale pour les animaux grégaires, est l'une de ses conséquences qui a reçu peu d'attention. La région CA2 de l'hippocampe est nécessaire pour la mémoire sociale, qui dépend notamment de la signalisation ocytocine (OT) et endocannabinoïde (eCB). Etant donné que des régimes obésogènes dérèglent ces neuromodulateurs dans l'hippocampe, nous avons émis l'hypothèse que l'étude de la signalisation OT et eCB dans la région CA2 pourrait aider à comprendre les déficits de mémoire sociale chez les souris obèses. Nous avons séparé des souris en deux groupes : l'un exposé à un régime hyperlipidique obésogène, et l'autre à un régime sain contrôle, à partir du sevrage jusqu'à l'âge adulte. Nous avons utilisé des enregistrements électrophysiologiques intracellulaires et extracellulaires sur des tranches transversales d'hippocampe pour disséquer les changements de transmission et de neuromodulation dans la région CA2 induite par un régime obésogène. Nos résultats montrent que la transmission de CA3 à CA2 et du cortex entorhinal à CA2 est plus forte chez les souris nourries avec un régime obésogène, entrainant une augmentation de l'activité des neurones pyramidaux de CA2. Ni les propriétés intrinsèques régissant l'excitabilité des neurones pyramidaux de CA2 ni l'amplitude de la transmission inhibitrice basale dans CA2 sont modifiées par le régime alimentaire. L'inhibition des cellules pyramidales de CA2 grâce à l'utilisation de la chimio-génétique rétablit les altérations de la mémoire sociale chez les souris obèses, confirmant le rôle causal de l'hyperexcitabilité de CA2 dans les déficits de mémoire sociale chez ces souris. De plus, nous montrons que la potentialisation de la transmission glutamatergique induite par l'OT vers la région CA2 est affaiblie après exposition au régime hyperlipidique. L'activation des récepteurs de l'OT entraîne une dépolarisation et des « bursts » de potentiels d'action dans les neurones pyramidaux de CA2 tant dans le groupe contrôle que dans le groupe obèse. Puisqu'elle nécessite la décharge de potentiels d'actions par les neurones pyramidaux de CA2, nous avons postulé que l'application d'OT serait permissive pour la plasticité inhibitrice médiée par les eCB. En effet, l'OT permet la plasticité médiée par les eCB chez les souris nourries avec un régime sain, mais pas chez les souris nourries avec un régime hyperlipidique. L'utilisation d'une concentration plus élevée d'OT rétablit à la fois la potentialisation de la transmission vers les neurones pyramidaux de CA2, ainsi que sa permissivité pour la plasticité médiée par les eCB chez les souris obèses. Nous montrons qu'une dose élevée d'OT induit la plasticité médiée par les eCB de CA2 sans nécessiter d'induction électrique chez les deux groupes de rongeurs. Comme l'OT et les eCB sont tous deux nécessaires pour la mémoire sociale dans la région CA2, cette plasticité permise par l'OT pourrait constituer un mécanisme physiologiquement pertinent pour l'encodage de la mémoire sociale, susceptible d'être perturbée chez les souris obèses. Enfin, la reconstruction de neurones pyramidaux de CA2 enregistrés montre qu'un régime hyperlipidique est suffisant pour réduire la complexité des dendrites basales de ces neurones. Nos résultats mettent en lumière la diversité des effets induits par un régime hyperlipidique sur la signalisation hippocampique, ainsi que le rôle important de la nutrition sur la mémoire. À travers l'étude de l'impact d'un changement environnemental sur la région CA2, nous mettons en évidence un nouveau mécanisme possible d'encodage de la mémoire sociale, reliant neuromodulation et plasticité.