Cellular integration of the dopamine signal ex vivo and in vivo

La dopamine est un neuromodulateur implique dans une grande diversite de fonctions physiologiques et il est etonnant de constater qu'un faible nombre de neurones dopaminergiques puisse encoder une telle richesse d'informations. Ceci s'explique par l'organisation anatomique complexe des projections dopaminergiques, l'encodage temporel de la liberation de dopamine et la diversite des recepteurs. La contribution de l'integration post-synaptique du signal dopaminergique est mal connue. Les recepteurs D1 activent la cascade AMPc/PKA qui, jusqu'a present, ne pouvait etre etudiee qu'en dehors de son contexte spatio-temporel. Les biosenseurs FRET permettent desormais d'acceder a ces dimensions et nous avons utilise l'imagerie optique pour suivre cette cascade de signalisation dans des neurones. Dans des tranches de cerveau, nous montrons que, par-rapport aux neurones pyramidaux du cortex, les neurones du striatum presentent une activite AC plus forte, pas d'activite PDE4 et une regulation par la DARPP-32. Ces particularites permettent aux neurones striataux de repondre efficacement a des stimulations dopaminergiques de moins d'une seconde, telles celles associees a la recompense. Ces resultats demontrent que deux types de neurones peuvent integrer differemment un meme signal dopaminergique via la meme cascade de signalisation, demontrant l'importance du niveau post-synaptique dans l'integration de l'information vehiculee par la dopamine. Pour analyser l'integration du signal dopaminergique in vivo, nous avons utilise la microscopie par fibre optique avec la detection simultanee de fluorescence dans deux longueurs d'onde. Nous avons mis au point et valide un nouveau biosenseur avec GFP/dTomato. Ce biosenseur et l'imagerie par fibre optique nous ont permis de suivre par imagerie in vivo, pour la premiere fois, l'activation de la PKA dans des neurones de regions profondes du cerveau