Équipe Nicola MARCHI – Étienne AUDINAT

Recherche Cérébrovasculaire et Gliale

Etienne Audinat
DR1, CNRS
Nicola Marchi
CRHC, CNRS

Nous étudions les cellules situées à l’interface entre le cerveau et les vaisseaux sanguins, un point clé dans de nombreuses maladies du système nerveux central. Grâce à une approche translationnelle, nous cherchons à comprendre comment la réactivité des cellules neurovasculaires et la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique influencent la neuroinflammation et les changements progressifs de la fonction neuronale. Nos recherches combinent des modèles expérimentaux in vivo et in vitro avec des études cliniques pour mieux comprendre les mécanismes biologiques en jeu et identifier des biomarqueurs sanguins reflétant la santé de l’unité neurovasculaire et l’évolution des fonctions neurologiques.

Réactivité des cellules glio-vasculaires dans les épilepsies focales et génétiques chez l’humain et dans des modèles expérimentaux. Ce domaine de recherche s’intéresse aux formes d’épilepsie où les crises ne sont pas correctement contrôlées par la prise de médicaments anti-épileptiques ou, lorsqu’en dépit d’une réponse suffisante aux médicaments, les effets secondaires doivent être diminués. Nous intégrons des outils cellulaires et neurophysiologiques, des modèles in vitro et précliniques (incluant l’état de mal épileptique, l’épilepsie du lobe temporal et le syndrome de Dravet) ainsi que l’analyse de tissus cérébraux humains obtenus après chirurgie. Tous ces éléments nous permettent d’étudier le rôle de la réactivité des cellules gliales et de la barrière hémato-encéphalique (notamment lorsque celle-ci est endommagée) dans le processus pathologique des crises épileptiques. Nous explorons les possibilités de nouvelles cibles au niveau de marqueurs biologiques sanguins ou par imagerie pour améliorer la prise en charge des patients. Nos travaux portent également sur l’implication des crises épileptiques dans les déficits neurologiques et la dégénérescence neuronales dans la population vieillissantes.

Dommage neurovasculaire et communications immunitaires dans les accidents vasculaires cérébraux chez l’humain. L’objectif de ces travaux est d’identifier des signatures moléculaires et des biomarqueurs spécifiques pour permettre le développement d’options thérapeutiques supplémentaires, qui cibleraient des voiex inflammatoires clés, en combinaison de la thrombectomie mécanique. En nous concentrant sur ces voies inflammatoires dans l’AVC, nous visons non seulement à renforcer l’efficacité de la thrombectomie mécanique, mais aussi à réduire le risque de complications post-chirurgicales et à améliorer les chances de récupération complète pour les patients. Notre équipe clinique procède à la collecte des échantillons de caillots sanguins cérébraux et du sang autour de la zone lésée, lors de la procédure de thrombectomie. Ces échantillons sont analysés pour caractériser le contexte inflammatoire dans l’aire cérébrale touchée et dans le système vasculaire environnant. Cela nous permet d’améliorer notre compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués.

Contaminants environnementaux et xénobiotiques aux frontières du cerveau : facteurs de risque de neuro-inflammation et de fragilité neuro-vasculaire. L’impact de l’exposition aux polluants environnementaux ou aux xénobiotiques sur les cellules neuro-glio-vasculaires et sur leur structure est encore mal connu. Nous étudions les effets d’une d’une exposition à long terme, au cours de la vie, à des molécules isolées ou en cocktail, à des doses réalistes, sur les fonctions du système nerveux central et des organes périphériques. Étant donné que l’inflammation cérébrale périnatale, principalement due à la réactivité des cellules immunitaires gliales et vasculaires, est un facteur de risque connu pour le développement de troubles neurologiques et psychiatriques, un aspect essentiel de nos travaux est d’évaluer les conséquences de l’exposition à divers polluants (pesticides, bisphénol, entre autres) pendant le développement embryonnaires et post-natal sur la qualité et la fonction des cellules du cerveau à l’âge adulte.

L’unité neurovasculaire (UNV) au centre des maladies du SNC et de la maladaptation. Au niveau de l’UNV, la barrière hémato-encéphalique (BHE) est constituée d’un assemblage étroit entre les cellules endothéliales, les péricytes et les pieds astrocytaires. En réponse à des insultes aiguës ou à des conditions chroniques (périphériques ou cérébrales), la perméabilité de la BHE augmente avec la réactivité des péricytes et des cellules gliales. Ces événements contribuent à une perte de l’homéostasie parenchymateuse et une dérégulation de l’activité neuronale et de la transmission synaptique, représentant ainsi un facteur de risque de séquelles neurologiques négatives et de fragilité cérébrale.

Chef d'équipe
Etienne
Audinat
DR1, CNRS
  IGF Sud 215
  04 34 35 92 09
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Nicola
Marchi
CRHC, CNRS
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Chercheurs
Vincent
Costalat
PU-PH1, UM
  IGF Nord 013
  04 11 75 96 80
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Cyril
Dargazanli
PH, CHU
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Techniciens et ingénieurs
Marine
Blaquière
TCN, UM
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Chercheurs CDD et doctorants
Jeremias
Chousidis
Chercheur CDD, CNRS
  IGF Sud 113
  04 34 35 92 20
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Noémie
Cresto
Chercheur CDD, CNRS
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Athénaïs
Genin
Doctorant(e), Inserm
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Techniciens et ingénieurs CDD
Alicia
Janvier
IE CDD, Inserm
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Tristan
Moujellil Legagneur
IE CDD, Inserm
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Paola
Nobili
IR CDD, Inserm
  IGF Sud 116
  04 34 35 92 85
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Frédéric
Nouguier-Morin
IE CDD, UM
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Nathalie
Reichert
IE CDD, Inserm
  IGF Sud 215
  04 34 35 92 09
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  • Janvier A, Cresto N, Nistreanu C, Genin A, Mathias M, Vitalis M, Fabene P, Parrella E, Zussy C, Audinat E, Givalois L, Marchi N. Neurophysiological and neuroinflammatory adaptations to seizure activity in aging. Neurobiol Dis. 2025 in press.
  • Lengvenyte A, Blaquiere M, Dubois J, Bonnin M, Bourret J, Hamzeh-Cognasse H, Olié E, Cognasse F, Marchi N#, Courtet P#. Integrating cellular and soluble immune signatures of major depression with and without recent suicide attempts. Transl Psychiatry. 2025 Oct 6;15(1):377. doi: 10.1038/s41398-025-03601-2. PMID: 41053103
  • Chousidis I, Ellero-Simatos S, Payrastre L, Payros G, Lippi Y, Blaquière M, Faucherre A, Drouard A, Jopling C#, Torrente AG#, Marchi N#. Bisphenol analogue exposure at low concentrations modifies heart-brain functions and transcriptomics in zebrafish larvae. J Hazard Mater. 2025 Sep 29;498:140004. doi: 10.1016/j.jhazmat.2025.140004. PMID: 41045584
  • Rapido F, Marchi N#, Labreuche J, Ter Schiphorst A, Blaquière M, de Bock F, Calcado V, Fendeleur J, Marin P, Perrigault PF, Moynier M, Chanques G, Costalat V#, Dargazanli C#. Acute ischemic stroke and reperfusion drive molecular immune-vascular activations detectable in peripheral blood.
    J Neurointerv Surg. 2025 Sep 23:jnis-2025-023885. doi: 10.1136/jnis-2025-023885. PMID: 40987590
  • Cresto N, Givalois L, Badaut J, Janvier A, Genin A, Audinat E, Brewster AL, Marchi N. Bursts of brain erosion: Seizures and age-dependent neurological vulnerability. Trends Mol Med. , 2025, Jun;31(6):535-547. doi: 10.1016/j.molmed.2024.11.003. PMID: 39665957
  • Pinzon-Hoyos N, Li Y, McGee M, Poolos NP, Marchi N, Brewster AL. Drug-resistant epilepsy associated with peripheral complement decreases and sex-specific cytokine imbalances: a pilot study. Sci Rep. 2025 Feb 11;15(1):5096. doi: 10.1038/s41598-025-88654-5. PMID: 39934240
  • Dargazanli C#, Blaquière M, Moynier M, de Bock F, Labreuche J, Ter Schiphorst A, Derraz I, Radu RA, Gascou G, Lefevre PH, Rapido F, Fendeleur J, Arquizan C, Bourcier R, Marin P, Machi P, Cagnazzo F, Hirtz C, Costalat V#, Marchi N#. Inflammation biomarkers in the intracranial blood are associated with outcome in patients with ischemic stroke. J Neurointerv Surg 2025 Jan 17;17(2):159-166. doi: 10.1136/jnis-2023-021365. PMID: 38514190
  • Costalat V. et al. Trial of Thrombectomy for Stroke with a Large Infarct of Unrestricted Size. N Engl J Med 2024 May 9;390(18):1677-1689. doi: 10.1056/NEJMoa2314063. PMID: 38718358
  • Cresto N, Courret M, Génin A, Martin CMP, Bourret J, Sakkaki S, de Bock F, Janvier A, Polizzi A, Payrastre L, Ellero-Simatos S, Audinat E, Perroy J, Marchi N. Continuous low-level dietary exposure to glyphosate elicits dose and sex-dependent synaptic and microglial adaptations in the rodent brain. Environ Pollut. 2024 Mar 15;345:123477. doi: 10.1016/j.envpol.2024.123477. PMID: 38307239
  • Garcia V*, Blaquiere M*, Janvier A, Cresto N, Lana C, Genin A, Hirbec H, Audinat E, Faucherre A, Barbier EL, Hamelin S, Kahane P, Jopling C, Marchi PIEZO1 expression at the glio-vascular unit adjusts to neuroinflammation in seizure conditions. Neurobiol Dis. 2023 Oct 15;187:106297. doi: 10.1016/j.nbd.2023.106297. PMID: 37717661

Mécanismes des lésions neurovasculaires et de l’inflammation après un accident vasculaire cérébral ischémique (V. Costalat, C. Dargazanli, A. Ter-Schiphorst, F. Cagnazzo, E. LeBars ; CHU Montpellier/IGF). Nous étudions les signatures inflammatoires ou biomarqueurs cérébraux et systémiques dans les accidents vasculaires cérébraux post-ischémiques afin d’en améliorer la prise en charge et proposer un traitement complémentaire à la thrombectomie mécanique. Pour cela nous récupérons les caillots sanguins humains cardio-emboliques et athérosclérotiques, ainsi que des échantillons de sang. Nous étudions également les mécanismes de l’hyper- ou de l’hypotension intracrânienne idiopathique. Pour en savoir plus

Analyse des électrodes issues de patients épileptiques pharmacorésistants pour étudier les traces de marqueurs biologiques intracrâniens (Pr. Bartolomei, J. Scholly, S. Lagarde ; CHU La Timone Marseille). L’objectif est d’isoler une quantité nanométrique d’ARN ou de protéines provenant de l’environnement tissulaire intracrânien où l’électrode profonde a été insérée pendant l’exploration pré-chirurgicale des réseaux neuronaux épileptiques. Nous superposons ces données biologiques novatrices à celles obtenues par imagerie et stéréo-encéphalogramme pour établir une carte des connexions physiologiques moléculaires dans le cerveau épileptique. Pour en savoir plus

Lésions neurovasculaires et interactions inflammatoires dans les troubles psychiatriques : focus sur la dépression et les tentatives de suicide (Prof. P. Courtet, E. Olie, R. Belzeaux ; CHU Montpellier/IGF). L’objectif est de découvrir des biomarqueurs protéiques dans le sang et de développer une option thérapeutique complémentaire basée sur la modulation d’acteurs inflammatoires spécifiques.

  • Garel (ENS Paris), N. Rouach (Collège de France, Paris) : Microglia in the wiring of Inhibitory circuits during sensory cortex critical periods (MicroSenso) ; ANR-19-CE16-0018
  • Rassendren and P. Mollard teams (IGF) : Deciphering ATP Signaling in Epilepsy with Biosensors (Diapason) ;  ANR-20-CE16-0003.
  • Levi (IFM, Paris), D. Blum (Lille Neuroscience & Cognition), C. Bernard (INS Marseille) : The Janus-faced Impact of caffeine in the developing and the ageing brain: role of synaptic remodeling (JANUS) ; ANR-21-CE14-0053.
  • Hirbec (Rassendren team, IGF), G. Dorothée (Saint Antoine Research Center, Paris), V. Navarro (Salpêtrière Hospital & Paris Brain Institute, Paris) : tRreg protection of seizure propagation zones In temPoral Lobe EpilepsY (RIPLEY) ; ANR-23-CE14-0052.
  • Tronche (Neuroscience Paris Seine), D. Blum (Lille Neuroscience & Cognition) : Stress signaling in microglia: behavioral, functional, and molecular consequences (MicroGlioStress) : ANR-23-CE14-0010.
  • Collaboration with J. Perroy (IGF), ANR-Glyphore: impact of dietary glyphosate on brain functions.
  • Collaboration with C. Jopling (IGF), ANSES OptoFish: examines the impact of environmental contaminats using zebrafish models.