Effets d'une privation répétée de sommeil sur les péricytes cérébraux chez la souris

Aug 11, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12760 (2023) Citer cet article

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Les effets néfastes de la privation de sommeil (SD) sur le parenchyme cérébral ont été largement étudiés. Cependant, l’influence spécifique du SD sur les péricytes cérébraux, un composant principal de la barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​et de l’unité neurovasculaire (NVU), n’est toujours pas claire. La présente étude a examiné comment la SD aiguë ou répétée altère les péricytes cérébraux en mesurant les niveaux du liquide céphalo-rachidien (LCR) du récepteur bêta du facteur de croissance dérivé des plaquettes solubles (sPDGFRβ) et en quantifiant la densité des péricytes dans le cortex, l'hippocampe et la zone sous-corticale du PDGFRβ- Souris P2A-CreERT2/tdTomato, qui expriment principalement le rapporteur tdTomato dans les péricytes vasculaires. Nos résultats ont montré qu'une SD unique de 4 h ne modifiait pas de manière significative le niveau de sPDGFRβ du LCR. En revanche, des SD répétées (4 h/jour pendant 10 jours consécutifs) ont significativement élevé le taux de sPDGFRβ dans le LCR, ce qui implique des dommages explicites aux péricytes dus à des SD répétées. En outre, des SD répétées ont diminué de manière significative les densités de péricytes dans le cortex et l'hippocampe, bien que le statut d'apoptose des péricytes soit resté inchangé, tel que mesuré avec le test d'affinité à l'annexine V et la coloration active de la Caspase-3. Ces résultats suggèrent que des SD répétées provoquent des dommages et une perte de péricytes cérébraux via des voies de non-apoptose. Ces modifications des péricytes peuvent contribuer aux dysfonctionnements BBB et NVU induits par le SD. La réversibilité de ce processus implique que l’amélioration du sommeil pourrait avoir un effet protecteur sur les péricytes cérébraux.

Le sommeil régule la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​et favorise l'élimination des métabolites1,2,3. Par exemple, la clairance de la bêta-amyloïde (Aβ) est plus efficace pendant le sommeil que pendant l’éveil4. À l'inverse, la perte de sommeil ou l'éveil prolongé altèrent la fonction de la BHE et deviennent un facteur de risque d'accumulation d'Aβ dans la maladie d'Alzheimer5,6,7. Des découvertes récentes suggèrent également que le sommeil, en particulier le sommeil à ondes lentes (SWS) ou le sommeil à mouvements oculaires non rapides (NREM), orchestre les oscillations du flux sanguin cérébral (CBF) et du liquide céphalo-rachidien (LCR) pour la clairance des métabolites8,9. Cependant, le mécanisme cellulaire exact qui intervient dans les effets du sommeil sur la BBB et d'autres événements neurovasculaires n'est toujours pas clair. En d’autres termes, le pont reliant les oscillations neuronales et vasculaires caractéristiques au cours du SWS reste inconnu.

Les cellules murales cérébrales comprennent les péricytes et les cellules musculaires lisses vasculaires (vSMC). Les péricytes sont un composant crucial de l'unité neurovasculaire (NVU) et de la BHE qui jouent un rôle essentiel dans la régulation du CBF, le maintien de l'intégrité de la BBB, la libération de facteurs neurotrophiques et d'autres fonctions encore incomprises10,11,12,13. La constriction et la dilatation des péricytes contrôlent la fluctuation du CBF, qui constitue la base des outils d'imagerie fonctionnelle BOLD (dépendant du niveau d'oxygène dans le sang) tels que l'IRM fonctionnelle (IRMf) et la TEP (tomographie par émission de positons), pour prédire les changements d'activité neuronale14, 15,16. Étant donné que les fonctions CBF et BBB sont régulées par le sommeil8,9,10,17,18, il est intéressant de se demander si les péricytes sont l'une des cibles cellulaires du sommeil lors de la méditation de ses fonctions telles que la clairance des métabolites et le maintien de l'intégrité de la BBB et si les perturbations du sommeil/ la perte altère les fonctions cérébrales en endommageant les péricytes. Jusqu’à présent, peu d’études ont associé le sommeil ou le rythme circadien aux péricytes. Une étude a démontré que l’inactivation du gène d’horloge bmal1 (protéine 1 de type Arnt dans le cerveau et les muscles) entraîne une perte sévère de péricytes et de profonds changements de perméabilité à la BHE19, ce qui implique l’importance du rythme circadien dans la santé des péricytes. Une étude récente a montré que l’expression du gène bmal1 dans les péricytes favorise la maturation des vaisseaux dans un modèle d’échafaudage tissulaire 3D20. L’autre étude a montré que la perte de sommeil paradoxal chez le rat induit un détachement des péricytes des parois capillaires21. La présente étude évalue de manière approfondie les dommages aux péricytes causés par une privation de sommeil aiguë (ASD, ponctuelle, 4 h) et répétée (RSD, 4 h/jour pendant 10 jours consécutifs) avec un modèle qui prive à la fois le sommeil paradoxal et le sommeil NREM par les plaquettes du LCR. -mesure dérivée du récepteur bêta du facteur de croissance (PDGFRβ) et méthode de quantification des péricytes basée sur la cytométrie en flux. Un groupe de récupération (RSDR, 3 semaines de récupération après RSD) a été inclus pour examiner si les modifications péricytaires induites par la SD étaient réversibles (Fig. 1, organigramme).