Etude des effets de la photobiomodulation sur la morphologie et l’activité synaptique de neurones primaires en culture
Durée : 4 à 6 mois
Encadrement : José Martinez Hernandez, Alain Buisson
Lieu du stage : Grenoble Institut des Neurosciences, Grenoble, France
Le contexte
Clinatec, le centre de recherche biomédicale Edmond J. Safra, travaille depuis plusieurs années au développement de solutions technologiques innovantes pour les maladies neurodégénératives. Les professeurs Benabid et Mitrofanis ont initié l’utilisation de la photobiomodulation infrarouge appliquée à la maladie de Parkinson, grâce à un implant intracrânien, qui fait actuellement l’objet d’un essai clinique porté par le CHU de Grenoble.
Dans le Grenoble Institut des Neurosciences (GIN), l’équipe « Neuropathologie et Dysfonctionnements synaptiques » développe un projet visant à caractériser les mécanismes moléculaires sous-tendant les atteintes précoces de la maladie d’Alzheimer en se focalisant sur la synapse comme première cible de la maladie. L’équipe utilise plusieurs techniques comme la culture cellulaire, l’imagerie microscopique, l’électrophysiologie et la biologie moleculaire.
La photobiomodulation, c’est-à-dire l’application de lumière rouge ou proche infrarouge (λ=600-1300nm) sur les tissus corporels, a été utilisée pour induire de nombreux effets bénéfiques sur la fonction et la survie des cellules dans plusieurs modèles de maladies, parmi lesquelles les maladies neurologiques (Hamblin 2016 ; Mitrofanis 2019). La photobiomodulation présente un bilan de sécurité impeccable, avec peu ou pas de preuves d’effets secondaires ou de toxicité sur les cellules du corps, et les dispositifs sont faciles à utiliser et peu coûteux.
Le principal mécanisme d’action de la photobiomodulation semble résider dans sa capacité à stimuler la salle des machines des cellules, les mitochondries. Les mitochondries possèdent de nombreux récepteurs lumineux de photobiomodulation et ces récepteurs, lorsqu’ils sont stimulés par la lumière, déclenchent une production d’énergie plus efficace pour la fonction cellulaire, ainsi qu’une réduction des espèces réactives de l’oxygène, qui peuvent devenir toxiques pour les cellules. La PBM a le potentiel d’aider à surmonter ces problèmes.
Le projet
L’objectif du projet est d’étudier l’effet de la photobiomodulation sur une série de mesures reliées à l’activité synaptique sur de cultures primaires de neurones de souris. En un premier moment sera étudié le potentiel de membrane mitochondriale des neurones, et les effets sur le long terme sur la densité ou plasticité synaptique en conditions physiologiques.
Si le projet avance rapidement, l’étude sur des conditions pathologiques sur un modèle in vitro de la maladie d’Alzheimer.
La formation requise
Formation en microscopie optique, électrophysiologie, culture cellulaire et biologie moléculaire
Anglais lu, écrit et parlé
Contacts
José Martinez Hernandez
jose.martinezhernandez@cea.fr
Alain Buisson
alain.buisson@univ-grenoble-alpes.fr
Malvina Billères
malvina.billeres@cea.fr
