La voie olivocérébelleuse (OCP) comprend les fibres grimpantes (CFs), terminaisons axonales des neurones de l'olive inferieure (ION), et leurs cibles, les cellules de Purkinje (PCs). La OCP suit une topographie hautement organisée. A la suite d'une lesion unilatérale de la OCP mature, l'application locale du facteur trophique ‘BDNF’ dans le hemicervelet dénervé induit la reinnervation fonctionnelle des PCs par les CFs. L'objectif de ce travail a était de comprendre les mécanismes activés par le BDNF permettant la plasticité post-lésionnelle dans le OCP mature. Avec un modèle ex vivo chez la souris, nous avons montré que l’injection de BDNF dans le cervelet dénervé augmente la croissance des branchements transverses des CFs intactes. Cette réponse est médiée par l'augmentation de l’expression de Pax3 dans l'ION intact. La surexpression du Pax3 dans l’ION augmente le niveau de PSA-NCAM dans le hemicervelet dénervé, probablement sur les CFs. Cette expression de PSA-NCAM est nécessaire et suffisante pour la réinnervation CF-PC. Nous proposons que la plasticité activée par le BDNF dans l'OCP mature implique le Pax3 et le PSA-NCAM dans l’ION, qui sous-tendent la genèse des branchements des CFs et la reconnaissance correcte des PC dénervés. Pendant le développement de la OCP, la plasticité post-lésionnelle spontanée est plus importante, permettant la compensation anatomique et fonctionnelle. Dans notre modèle ex vivo au stade immature, nous avons montré que cette plasticité spontanée implique l'expression de Pax3 et de PSA-NCAM. Ces résultats suggèrent que la reinnervation post-lésionnelle dans la OCP mature active certains mécanismes de la plasticité développementale. / In the olivocerebellar pathway (OCP) the afferent climbing fibres (CFs), which are the terminal axon projections of the inferior olivary nucleus (ION), innervate cerebellar Purkinje cells (PCs). Following unilateral transection of mature OCP, the addition of the neurotrophic factor BDNF into the denervated cerebellum induces functional CF reinnervation of PCs. What mechanism underlies the BDNF-activated plastic window in the mature OCP and whether recapitulates developmental plasticity remains unknown. Using an optimized ex vivo model of the mouse OCP, we have found that the addition of BDNF into the de-afferented hemicerebellum induces both the outgrowth and elongation of transverse branches from intact CFs. This BDNF-induced plastic response is mediated by the up-regulation of the expression of transcription factor Pax3 in the intact ION. Increased pax3 gene in the ION up-regulates polysialic acid-neural cell adhesion molecule (PSA-NCAM), most likely in the olivocerebellar axons, which was found to be necessary and sufficient for CF reinnervation to PCs. We propose that the BDNF-activated plastic mechanism in the mature OCP involves the afferent Pax3 and PSA-NCAM, which underlies the sprouting of CFs and their appropriate recognition of denervated PCs. Early postnatal OCP shows a spontaneous plasticity following lesion that compensates anatomically and functionally for PC denervation. Using our ex vivo model of the OCP, we found that developmental post-lesion plasticity intrinsically activates and depends on the expression of Pax3 and PSA-NCAM. These results suggest that BDNF treatment in mature OCP reactivates some steps of developmental plasticity mechanisms.

Seules deux structures du système nerveux central adulte, la zone sous-granulaire et la zone sous-ventriculaire, produisent continuellement de nouveaux neurones et sont considérées comme neurogènes. En dehors de ces zones délimitées, le tissu nerveux ne possède pas de telles facultés. Leurs influences anti-neurogènes peuvent cependant être mises entre parenthèses dans certaines conditions. Cela se produit après neurectomie vestibulaire unilatérale (NVU) chez le chat adulte ; en effet, des études immunohistochimiques et comportementales nous ont permis de découvrir l'existence d'une neurogenèse réactionnelle de type GABAergique dans les noyaux vestibulaires désafférentés situés dans le tronc cérébral. Nos résultats témoignent de l'implication fonctionnelle de cette prolifération cellulaire dans la restauration des fonctions posturo-locomotrices suite à une NVU. Nous avons également mis en évidence que les caractéristiques et l'intensité de la désafférentation vestibulaire déterminent, non seulement, le décours temporel de la restauration des fonctions vestibulaires, mais aussi les différents mécanismes cellulaires post-lésionnels et le potentiel neurogène des noyaux vestibulaires. En outre, nous avons démontré que l'activation ou le blocage des récepteurs GABA de type A influence d'une part, les différentes étapes de la neurogenèse réactionnelle dans les noyaux vestibulaires, et détermine d'autre part le décours de la récupération comportementale des animaux. Ainsi, le système GABAergique joue-t-il un rôle important dans la régulation de la neurogenèse induite après NVU et de sa fonctionnalité. / Only two structures of the adult central nervous system: the subgranular zone and the subventricular zone, produce continuously new neurons and are considered as neurogenic. Outside these two delimited areas, nervous tissue does not have such faculties. The anti-neurogenic influences can however be removed under specific conditions. That is what happens after unilateral vestibular neurectomy (UVN) in the adult cat: behavioral and immunohistochemical studies have demonstrated the existence of a reactive GABAergic neurogenesis in the deafferented vestibular nuclei located in the brainstem. Our results demonstrate the functional role of the vestibular cell proliferation in the postural locomotor function recovery after UVN. We also demonstrated that characteristics and intensity of the vestibular lesion, not only determine the time course of recovery of vestibular function, but also the post-lesional cellular mechanisms and the neurogenic potential occurring in the vestibular nuclei. In addition, we showed that activation or blockade of GABA type A receptors influences the different steps of neurogenesis in the vestibular nuclei, and also determines the time course of behavioral recovery. Thus, the GABAergic system influences reactive neurogenesis that is benefic for vestibular compensation process. Finally, the results of a recent study demonstrated that vestibular-hippocampal relations exist, and that stress induced by vestibular deafferentation can modulate adult neurogenesis in both the vestibular nuclei and the dentate gyrus in the adult cat.