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Boursiers

2021-2024

Rui Chang, Ph.D., professeur adjoint, départements de neurosciences et de physiologie cellulaire et moléculaire, École de médecine de l'Université de Yale

Sreeganga Chandra, Ph.D. Professeur agrégé, départements de neurologie et de neurosciences, École de médecine de l'Université de Yale

De l'intestin au cerveau: comprendre la propagation de la maladie de Parkinson

La maladie de Parkinson est une maladie dégénérative neurologique largement connue mais toujours mystérieuse qui affecte considérablement la qualité de vie. On ne sait pas exactement comment la maladie se déclenche, mais des recherches récentes indiquent qu'au moins certains cas de Parkinson proviennent de l'intestin et se propagent au cerveau via le nerf vague, un nerf long, complexe et multiforme reliant de nombreux organes au cerveau.

Le Dr Chang et le Dr Chandra portent cette vision de la propagation intestinale au cerveau au niveau supérieur avec leurs recherches. Leurs deux premiers objectifs visent à identifier exactement quelles populations de neurones vagaux transmettent la maladie de Parkinson et le processus par lequel l'intestin et ces neurones interagissent. L'expérience utilise un modèle de souris, des injections de protéines qui peuvent induire la maladie de Parkinson et un nouveau processus pour étiqueter et ablater sélectivement (arrêter) des types spécifiques de neurones. Grâce à des expériences dans lesquelles certains neurones sont ablatés, la protéine introduite et les souris examinées pour la maladie de Parkinson, l'équipe se concentrera sur des candidats spécifiques. Dans le troisième objectif, l'équipe espère découvrir le mécanisme par lequel la maladie est transportée au niveau moléculaire dans les neurones.

La recherche est un effort collaboratif et interdisciplinaire qui s'appuie sur l'expérience du Dr Chang en matière de recherche sur le nerf vagal et le système entérique et sur l'expertise du Dr Chandra dans la maladie de Parkinson et sa pathologie. On espère qu'avec une meilleure compréhension plus précise de la manière dont la maladie atteint le cerveau, de nouvelles cibles plus éloignées du cerveau pourront être identifiées pour un traitement plus précis, permettant au traitement de retarder ou de diminuer l'apparition de la maladie de Parkinson sans nuire au cerveau ou affectant les nombreuses autres fonctions importantes du nerf vagal extraordinairement complexe ou du système entérique.

Rainbo Hultman, Ph.D., professeur adjoint, Département de physiologie moléculaire et biophysique, Iowa Neuroscience Institute - Carver College of Medicine, Université de l'Iowa

Connectivité électrique à l'échelle du cerveau dans la migraine: vers le développement de thérapies en réseau

La migraine est un trouble répandu et souvent débilitant. Il est complexe et notoirement difficile à traiter; les personnes atteintes présentent des symptômes différents, souvent déclenchés par une hypersensibilité sensorielle, qui peuvent inclure des douleurs, des nausées, une déficience visuelle et d'autres effets. La migraine affecte plusieurs parties interconnectées du cerveau, mais pas toujours de la même manière, et les traitements n'auront souvent pas le même effet d'une personne à l'autre. La recherche du Dr Hultman propose d'examiner les migraines à l'aide de nouveaux outils dans le but d'éclairer de nouvelles voies de traitement.

La recherche s'appuie sur la découverte par son équipe des facteurs électomiques, des mesures des modèles d'activité électrique dans le cerveau liés à des états cérébraux spécifiques. En utilisant des implants pour mesurer l'activité cérébrale dans des modèles murins représentant à la fois la migraine aiguë et chronique, son équipe observera quelles parties du cerveau d'une souris sont activées et dans quelle séquence sur une échelle de la milliseconde pour la première fois. L'apprentissage automatique aidera à organiser les données collectées, et les cartes d'électomes créées peuvent être utilisées pour aider à identifier les parties du cerveau touchées et comment l'électome change au fil du temps, en particulier lors de l'apparition de la chronicité. L'expérience examine également les modèles d'activité électrique liés à la réponse comportementale; par exemple, les signaux électriques observés dans le cerveau d'un sujet qui cherche à éviter les lumières vives peuvent offrir un moyen de prédire des réponses plus sévères à la migraine.

Une deuxième partie de la recherche du Dr Hultman utilisera ensuite les mêmes outils pour examiner le fonctionnement des thérapies et prophylactiques disponibles. Les facteurs électomiques des sujets traités avec ces agents thérapeutiques seront collectés et comparés aux témoins pour identifier les parties du cerveau affectées et de quelle manière, aidant à révéler l'effet de chaque traitement / prophylactique, ainsi que les effets de la céphalée due à la surutilisation des médicaments, un effet secondaire fréquent chez les personnes souffrant de migraine qui cherchent à gérer leur état.

Gregory Scherrer, Ph.D., Professeur agrégé, Département de biologie cellulaire et physiologie, UNC Neuroscience Center, Université de Caroline du Nord

Élucider la base neuronale du désagrément de la douleur: circuits et nouvelles thérapies pour mettre fin à la double épidémie de douleur chronique et de dépendance aux opioïdes

La douleur est la façon dont notre cerveau perçoit les stimuli potentiellement nocifs, mais ce n'est pas une seule expérience. Il est multidimensionnel, impliquant des transmissions des nerfs à la moelle épinière et au cerveau, le traitement du signal, le déclenchement d'une action réflexive, puis le suivi de l'activité neuronale impliquée dans des actions pour apaiser la douleur à court terme et des processus d'apprentissage complexes pour l'éviter dans l'avenir.

La douleur est également au cœur de ce que le Dr Scherrer considère comme deux épidémies interdépendantes: l'épidémie de douleur chronique, qui touche quelque 116 millions d'Américains, et l'épidémie d'opioïdes qui résulte de l'utilisation abusive de médicaments puissants et souvent addictifs pour la traiter. Dans ses recherches, le Dr Scherrer cherche à découvrir exactement comment le cerveau encode le désagrément de la douleur. De nombreux médicaments cherchent à affecter ce sentiment de désagrément, mais sont souvent excessifs et déclenchent également les circuits de récompense et de respiration, conduisant à la dépendance (et par extension à la surutilisation) et à l'arrêt respiratoire responsable des décès liés aux opioïdes.

L'équipe du Dr Scherrer générera une carte à l'échelle du cerveau des circuits émotionnels de la douleur en utilisant le piégeage génétique et l'étiquetage des neurones activés par la douleur avec des marqueurs fluorescents. Deuxièmement, les cellules cérébrales activées seront séparées et leur code génétique sera séquencé, à la recherche de récepteurs communs sur ces cellules qui pourraient être des cibles thérapeutiques. Enfin, la recherche examinera les composés dans les bibliothèques chimiques conçus pour interagir avec l'un de ces récepteurs cibles identifiés; les effets de ces composés sur le désagrément de la douleur; et si ces composés comportent également un risque de surutilisation ou affectent le système respiratoire. En fin de compte, l'intention est d'aider à trouver de meilleures façons de soulager tous les types de douleur et d'améliorer le bien-être et la qualité de vie des patients qui en font l'expérience.

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