Séminaire – Marina CEFIS

Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) est un régulateur clé de la plasticité synaptique, de la survie neuronale et de la fonction cognitive, exerçant ses effets principalement via son récepteur de haute affinité TrkB. Si la recherche s’est traditionnellement concentrée sur les neurones comme principale source de BDNF dans le cerveau, les cellules endothéliales produisent et libèrent également du BDNF. Cependant, le rôle spécifique du BDNF d’origine endothéliale dans la neuroplasticité et la fonction cognitive reste largement inexploré.

Pour répondre à cette question, nous avons utilisé un modèle murin de délétion conditionnelle et spécifique du BDNF dans les cellules endothéliales (BDNF^ECKO). Dans une étude récemment publiée par notre laboratoire (Quirié et al., 2025), les souris BDNF^ECKO et leurs littermates sauvages (WT) ont été soumises à des tests comportementaux évaluant les comportements de type anxieux et dépressif ainsi que la mémoire, accompagnés d’analyses moléculaires incluant les niveaux hippocampiques de BDNF, l’activité neuronale (c-f os), la synaptogenèse (synaptophysine), la densité capillaire cérébrale (CD31), l’activation des récepteurs TrkB spécifique au type cellulaire et la production endothéliale de monoxyde d’azote (NO) (p-eNOS^Ser1177).

Les souris BDNF^ECKO présentent un phénotype anxio-dépressif, des troubles de la mémoire de reconnaissance et une réduction de la synaptogenèse. Bien que les niveaux hippocampiques de BDNF soient réduits, ni l’activité neuronale, ni l’activation des récepteurs TrkB neuronaux, ni la densité capillaire cérébrale ne différaient des animaux WT, indiquant que le phénotype observé survient indépendamment de la signalisation neuronale BDNF/TrkB et du remodelage cérébrovasculaire. En revanche, l’activation des récepteurs TrkB endothéliaux et l’expression de p-eNOS^Ser1177 étaient toutes deux significativement réduites, suggérant que le NO endothélial pourrait représenter un effecteur clé en aval des effets pro-cognitifs du BDNF endothélial.

L’exercice physique est l’un des stimuli non pharmacologiques les plus puissants connus pour élever les niveaux de BDNF et promouvoir la neuroplasticité. En nous appuyant sur ces résultats, des données comportementales et biochimiques récentes et non publiées de notre laboratoire, examinant la réponse des souris BDNF^ECKO à l’exercice physique, seront présentées. L’exercice physique a permis une restauration complète de l’apprentissage spatial et de la mémoire chez les souris BDNF^ECKO, tandis que les comportements de type affectif n’ont été que partiellement restaurés chez les souris BDNF^ECKO soumises à l’exercice par rapport aux animaux WT. De manière surprenante, malgré la persistance de niveaux hippocampiques de BDNF réduits chez les souris BDNF^ECKO soumises à l’exercice, l’expression des protéines neuroplastiques était nettement restaurée, suggérant que l’exercice recrute des voies compensatrices pour soutenir la neuroplasticité au niveau synaptique – ouvrant de nouvelles perspectives sur la contribution du BDNF endothélial à l’adaptation cérébrale induite par l’exercice à l’interface neurovasculaire.