Équipe Nicola MARCHI – Étienne AUDINAT

Recherche Cérébrovasculaire et Gliale

Etienne Audinat
DR1, CNRS
Nicola Marchi
CRHC, CNRS

Nous étudions les cellules de l’unité neurovasculaire dans le contexte des maladies du système nerveux central. Grâce à une recherche translationnelle, nous étudions comment la réactivité et l’adaptabilité des cellules neurovasculaires et la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique influencent la neuroinflammation qui affecte la fonction neuronale au cours du temps. Notre approche intègre des études de laboratoire in vivo et in vitro avec des investigations cliniques pour comprendre les mécanismes sous-jacents et évaluer les biomarqueurs sanguins associés au dysfonctionnement de l’unité neurovasculaire.

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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Frederic
de Bock
IEHC, Inserm
  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), UM
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Adrien
Ter Schiphorst
Doctorant(e), CHU
  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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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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Stagiaires
Karine
Belbey
Stagiaire, UM
  IGF Sud 118
  04 34 35 92 20
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Nathalie
Reichert
Master 2, Inserm
  IGF Sud 215
  04 34 35 92 09
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  • Nicole Pinzon-Hoyos, Yibo Li, Monnie McGee, Nicholas P Poolos, Nicola Marchi, Amy L Brewster. Drug-resistant epilepsy associated with peripheral complement decreases and sex-specific cytokine imbalances: a pilot study. Scientific Report, in press 2025
  • Cyril Dargazanli#, Marine Blaquière , Marinette Moynier , Frédéric de Bock , Julien Labreuche, Adrien Ter Schiphorst, Imad Derraz, Răzvan Alexandru Radu, Gregory Gascou, Pierre Henri Lefevre, Francesca Rapido, Julien Fendeleur, Caroline Arquizan, Romain Bourcier, Philippe Marin, Paolo Machi, Federico Cagnazzo, Christophe Hirtz, Vincent Costalat#, Nicola Marchi#. 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.
  • V. Costalat 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.
  • Noemie Cresto, Laurent Givalois, Jerome Badaut, Alicia Janvier, Athenais Genin, Etienne Audinat, Amy L Brewster, Nicola Marchi Bursts of brain erosion: Seizures and age-dependent neurological vulnerability. Trends in Molecular Medicine, Dec, 2024
  • Noemie Cresto, Margot Courret, Athénaïs Génin, Céline Marie, Pauline Martin, Julie Bourret, Sophie Sakkaki, Frederic de Bock, Alicia Janvier, Arnaud Polizzi, Laurence Payrastre, Sandrine Ellero-Simatos, Etienne Audinat, Julie Perroy, Nicola Marchi. Continuous low-level dietary exposure to glyphosate elicits dose and sex-dependent synaptic and microglial adaptations in the rodent brain. Environmental Pollution Volume 345, 15 March 2024, 123477
  • 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. Neurobiology of Disease 2023. doi.org/10.1016/j.nbd.2023.106297.
  • Erwin vanVliet and Nicola Marchi. Neurovascular unit dysfunction as a mechanism of seizures and epilepsy during aging. Epilepsia 2022. https://doi.org/10.1111/epi.17210
  • Canet G, Zub E, Zussy C, Hernandez C, Blaquiere M, Garcia V, Vitalis M, DeBock F, Moreno-Montano M, Audinat E, Desrumaux C, Planel E, Givalois L, Marchi N. Seizure activity triggers tau hyperphosphorylation and amyloidogenic pathways. Epilepsia 2022. doi: 10.1111/epi.17186
  • Paolicelli RC et al., Microglia states and nomenclature: A field at its crossroads. Neuron 2022 10(21): 3458-3483 doi: 10.1016/j.neuron.2022.10.020
  • Forner-Piquer I, Faucherre A, Byram J, Blaquiere M, de Bock F, Gamet-Payrastre L, Ellero-Simatos S, Audinat E, Jopling C, Marchi N. Differential impact of dose-range glyphosate on locomotor behavior, neuronal activity, glio-cerebrovascular structures, and transcript regulations in zebrafish larvae. Chemosphere 2021 267:128986. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.128986.
  • Thion MS*, Mosser CA*, Ferezou I, Grisel P, Baptista S, Low D, Ginhoux F, Garel S*, Audinat E*. Biphasic impact of prenatal inflammation and microglia depletion on the wiring of neocortical inhibitory circuits. Cell Reports 2019 30;28(5):1119-1126.e4. doi: 10.1016/j.celrep.2019.06.086

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.