Doctorant en Neurosciences (H/F) en neurobiologie : inflammation systémique, métabolisme des monoamines et nociception

Description du Poste

Sujet De Thèse

Titre de la thèse : Doctorant (H/F) en neurobiologie : inflammation systémique, métabolisme des monoamines et nociception

Description du projet
Le sepsis, correspondant à une réponse systémique dérégulée de l’organisme à une infection grave, est responsable d’environ 20 % des décès dans le monde. Cette pathologie entraîne fréquemment des complications neurologiques, à une hyperalgie et à une encéphalopathie liée au sepsis (sepsis-associated encephalopathy, SAE), qui touche jusqu’à 70 % des patients. La neuroinflammation qui en résulte conduit notamment à l’activation des cellules gliales, en particulier des microglies et des astrocytes.
Cette activation gliale est associée à une augmentation de l’expression de l’AhR (Aryl hydrocarbon Receptor), un facteur de transcription impliqué dans la régulation de nombreuses enzymes du métabolisme, notamment les UDP-glucuronosyltransférases (UGTs). Ces enzymes catalysent la glucuronidation de nombreux xénobiotiques, mais également de composés endogènes.
Parmi elles, l’UGT1A6a est décrite comme capable de glucuronider la sérotonine in vitro, un neurotransmetteur fortement affecté au cours du sepsis. Cette même enzyme est également impliquée dans la glucuronidation de la morphine.

Hypothèse
Nous émettons l’hypothèse qu’au cours du sepsis, l’activation gliale entraîne une activation de la voie AhR–UGT1A6a dans les astrocytes, conduisant à une augmentation de la glucuronidation de neurotransmetteurs essentiels, tels que la sérotonine, et contribuant ainsi aux altérations neurologiques et à l’hyperalgie associées au sepsis.
L’inhibition de l’AhR et/ou de l’UGT1A6a dans les astrocytes pourrait donc limiter cette glucuronidation anormale, restaurer les concentrations de neurotransmetteurs et, potentiellement, améliorer la récupération neurologique et soulager l’hyperalgie.

Preuves de concept
L’UGT1A6a étant capable de glucuronider la morphine, nous avons utilisé cet analgésique comme sonde de l’activité de cette enzyme. Nos résultats préliminaires montrent que :
1. les cellules gliales sont capables de glucuronider la morphine in vitro
2. le LPS augmente l’activité de glucuronidation de la morphine par les cellules gliales in vitro et in vivo, effet inhibé par le SR1, un antagoniste de l’AhR
3. le LPS augmente spécifiquement l’expression de l’UGT1A6 dans les cellules gliales
4. l’invalidation globale de l’AhR, ainsi que son invalidation spécifique dans les astrocytes, diminuent le métabolisme de la morphine et potentialisent son effet analgésique
5. le cerveau de souris traitées au LPS contient des quantités importantes de sérotonine-glucuronide
6. l’invalidation de l’UGT1A6a par shRNA dans des cultures primaires d’astrocytes diminue significativement le métabolisme de la morphine
Ces résultats suggèrent ainsi l’existence d’un axe fonctionnel neuroinflammation-AhR-UGT1A6a-glucuronidation dans les cellules gliales, susceptible d’affecter non seulement le métabolisme de xénobiotiques, mais également celui de neurotransmetteurs endogènes.

Objectifs
1. Identifier in vitro les neurotransmetteurs glucuronidés par les cellules gliales en conditions basales ou inflammatoires induites par le LPS, en étudiant notamment la sérotonine, l’adrénaline, la noradrénaline et la dopamine.
2. Identifier in vivo les neurotransmetteurs et autres métabolites endogènes glucuronidés au cours du sepsis par une approche de métabolomique différentielle réalisée dans le cerveau de souris contrôles et traitées au LPS.
3. Déterminer l’implication de l’AhR et de l’UGT1A6a dans cette glucuronidation, à l’aide d’approches pharmacologiques ciblant l’AhR (SR1) et de modèles génétiques d’invalidation de l’AhR ou de l’UGT1A6a.
4. Déterminer les conséquences de l’invalidation astrocytaire de l’AhR ou de l’UGT1A6a sur le métabolisme des neurotransmetteurs, la neurotransmission et la douleur, à l’aide de modèles murins permettant leur invalidation spécifique dans les astrocytes.

Méthodes
In vitro - L’étudiant(e) réalisera des cultures primaires de cellules gliales, notamment d’astrocytes et de microglies, stimulées ou non par du LPS pendant 24 h. Les cellules seront ensuite incubées pendant 24 h avec 10 µM de sérotonine, d’adrénaline, de noradrénaline ou de dopamine. Les surnageants de culture seront analysés par spectrométrie de masse ciblée afin d’identifier et de quantifier les formes glucuronidées correspondantes : sérotonine-glucuronide, adrénaline-glucuronide, noradrénaline-glucuronide et dopamine-glucuronide.
In vivo - L’étudiant(e) utilisera un modèle murin d’inflammation systémique induite par injection de LPS. Vingt-quatre heures après l’injection, les cerveaux des animaux contrôles et traités au LPS feront l’objet d’une analyse métabolomique différentielle visant à détecter et identifier les métabolites glucuronidés et à déterminer ceux dont les concentrations sont modifiées par le traitement.
L’analyse sera réalisée par spectrométrie de masse à haute résolution, en recherchant notamment les molécules présentant les caractéristiques structurales et les fragmentations correspondant à des conjugués glucuronidés. Des analyses similaires seront réalisées chez des souris présentant une invalidation globale ou astrocytaire de l’AhR ou de l’UGT1A6a afin de déterminer leur contribution respective à ces modifications métaboliques. Des études permettant de suivre la sensibilité à la douleur seront également réalisées.
In situ - En parallèle, des cohortes indépendantes d’animaux seront utilisées pour réaliser une étude d’imagerie moléculaire par spectrométrie de masse (MALDI-imaging). Cette approche permettra de cartographier la distribution cérébrale des principaux composés glucuronidés identifiés et de comparer leur localisation entre animaux contrôles et animaux traités au LPS.
Ces analyses seront complétées par des approches d’immunohistochimie ciblant notamment les UGTs et différents marqueurs des cellules gliales afin de mettre en relation les modifications métaboliques observées avec l’activation gliale.
Enfin, l’implication spécifique de la voie AhR–UGT1A6a sera étudiée à l’aide d’approches complémentaires, pharmacologiques et génétiques, in vitro et in vivo, permettant notamment d’invalider l’AhR ou l’UGT1A6a spécifiquement dans les astrocytes.

Perspectives et impact en santé publique
La mise en évidence d’une augmentation de la glucuronidation de neurotransmetteurs spécifiques dans le cerveau au cours du sepsis permettrait d’identifier un mécanisme métabolique jusqu’ici peu exploré susceptible de contribuer aux dysfonctionnements neurologiques associés à la SAE.
Ce projet permettra ainsi d’établir les bases moléculaires nécessaires à de futures études visant à déterminer les conséquences fonctionnelles de cette glucuronidation accrue sur la neurotransmission et les fonctions neurologiques.
À plus long terme, la modulation pharmacologique de l’axe AhR–UGT1A6a pourrait constituer une nouvelle stratégie permettant de limiter les perturbations du métabolisme des neurotransmetteurs et, potentiellement, d’améliorer la récupération neurologique et le soulagement de la douleur des patients atteints de sepsis.

Mots-clés
Sepsis, neuroinflammation, cellules gliales, glucuronidation, métabolisme, sérotonine, neurotransmetteurs, spectrométrie de masse, douleur

Votre Profil
- Formation: avoir un Master 2 en biologie cellulaire et biologie moléculaire ou neurosciences.
- Avoir une formation spécifique à la conception et à la réalisation de procédures chirurgicales sur animaux utilisés à des fins scientifiques
- Compétences techniques : maitrise des techniques de biochimie, d'immunohistologie, des techniques de culture cellulaire (notamment culture primaire de neurones) et de spectrométrie de masse.

Votre Environnement de Travail

La personne retenue (H/F) intègrera l'Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives (INCI) localisé à Strasbourg, un laboratoire propre du CNRS d'environ 140 personnes, au sein de l'équipe « Système opioïde, nociception et douleur », composée de 9 personnes dont un postdoctorant et deux doctorants.
Notre Institut offre un environnement de travail stimulant, convivial et international.
L'INCI dispose de différents plateaux techniques dont un plateau de spectrométrie de masse (SMPMS), de biologie moléculaire et d'une plateforme d'imagerie fonctionnelle.
L'équipe d'accueil a une forte reconnaissance internationale dans le domaine des neurosciences et en particulier de la neuroinflammation, la douleur neuropathique et les traitements aux opiacés.
L'INCI est situé sur le campus universitaire (Campus vert Esplanade) de Strasbourg, proche du centre-ville, et avec un accès facile au transport en commun et à la restauration universitaire.

La thèse sera rattachée à l'Ecole Doctorale 414 Sciences de la vie et de la santé de l’Université de Strasbourg de l'Université de Strasbourg (ED414).

Contraintes et risques

-Travail occasionnel en horaire décalé.
-travail avec des rongeurs.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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