Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le cervelet est une structure cérébrale nécessaire au maintien de la posture, à la coordination motrice ainsi qu'aux apprentissages moteurs. Son implication dans des fonctions cognitives ou émotionnelles, ainsi que dans des pathologies, comme l'autisme ou la schizophrénie, est également de plus en plus avancée. C'est enfin un modèle de choix pour comprendre le fonctionnement des neurones.<br />La cellule de Purkinje est un élément clef de la fonction cérébelleuse. Elle reçoit 2 grands types d'afférences glutamatergiques: les fibres parallèles (FP), et une fibre grimpante (FG), unique à partir du 21e jour postnatal chez la souris. La nature et le rôle des différents récepteurs du glutamate exprimés à ces synapses ont été largement étudiés et sont désormais assez bien connus. De manière surprenante, le récepteur N-methyl-D-aspartate (R-NMDA), qui joue un rôle clef dans la plupart des neurones intégrateurs du cerveau, en agissant comme détecteur de coïncidence et en permettant une signalisation calcique cruciale dans de nombreux processus cellulaires, a gardé quant à lui une fonction méconnue dans les cellules de Purkinje néonatales, et sa présence est demeurée quasiment inconnue chez les cellules adultes. Le but de cette thèse était donc, d'une part, d'étudier le rôle de la dépolarisation, via notamment les R-NMDA, dans les cellules de Purkinje néonatales, et d'autre part de clarifier la présence, puis le rôle des R-NMDA chez l'adulte. <br />Par le biais d'une étude menée en collaboration, nous pouvons proposer un rôle des R-NMDA dans l'effet neuroprotecteur de la dépolarisation, lors de la mort cellulaire développementale intervenant aux alentours du 3e jour post-natal. Dans des co-cultures olive-cervelet, la survie des cellules de Purkinje de cet âge est significativement favorisée par le voisinage de FGs. La synaptogénèse avec ces fibres aurait donc un effet neuroprotecteur sur les cellules de Purkinje et ce, via leurs R-NMDA juvéniles. Ces récepteurs, en détectant le glutamate libéré par les FGs voisines, pourraient ainsi favoriser la survie des seules cellules contactées par ces afférences à cette étape critique du développement.<br />Parce que les R-NMDA ne sont pas détectés dans les cellules de Purkinje entre la 2e et la 3e semaine postnatales, ces cellules étaient considérées comme un rare exemple de neurone intégrateur n'exprimant pas de R-NMDA chez l'adulte. Cependant, nous avons montré qu'après cette période transitoire d'absence, un nouveau type de R-NMDA apparaît aux synapses avec les FGs et reste exprimé à l'âge adulte. Nous avons mis en évidence la participation des R-NMDA dans la transmission excitatrice de FG, ce qui suggère leur rôle dans de nombreux mécanismes cellulaires au sein de la cellule de Purkinje, notamment dans la plasticité synaptique. En effet, nos résultats préliminaires présentés dans cette thèse sont en faveur d'un rôle des R-NMDA dans l'aiguillage de la plasticité à long terme des synapses FPs - cellules de Purkinje.<br />Nous avons également étudié la possibilité d'une compétition entre ces R-NMDA et un autre type de récepteur du glutamate spécifiquement exprimé dans les cellules de Purkinje, le récepteur GluRdelta2. Ce dernier joue un rôle essentiel dans la régression des FGs surnuméraires et la limitation de leur territoire dendritique d'innervation. Bien que nos résultats ne mettent pas en évidence une interaction entre ces récepteurs, ils montrent que chez la souris adulte n'exprimant pas GluRdelta2, lorsque l'innervation des cellules de Purkinje par de multiples FGs persiste, les R-NMDA ne participent qu'à la transmission synaptique de la plus forte FG. Ceci suggère également un rôle des R-NMDA dans le choix et la stabilisation d'une seule FG lors de la maturation finale de ces afférences.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les synapses se forment selon plusieurs étapes comprenant la synaptogenèse, la maturation et la plasticité synaptique. Les molécules d’adhésion et les récepteurs ionotropiques du glutamate ont des rôles clés dans ces processus. Lors de ma thèse, je me suis intéressée à la dynamique des interactions impliquant deux protéines membranaires, la N-cadhérine et le récepteur NMDA. La N-cadhérine joue un rôle important dans l’induction de la croissance axonale mais les mécanismes moléculaires sous-jacents sont peu connus. Par des approches de vidéo-microscopie et de pinces optiques, j’ai démontré que la transmission directe des forces générées par le flux rétrograde d’actine aux adhésions N-cadhérines, via les caténines, induit l’avancée du cône de croissance. Les récepteurs NMDA synaptiques ont un rôle crucial dans la maturation et la plasticité synaptique, néanmoins, les mécanismes moléculaires régulant la distribution des récepteurs NMDA synaptiques sont peu connus. En combinant le développement de peptides compétiteurs divalents et des approches d’imagerie haute résolution, nous avons étudié la dynamique de surface des récepteurs NMDA endogènes. Mes résultats montrent que l’interaction dynamique entre les protéines d’échafaudage à domaine PDZ et les récepteurs NMDA contenant la sous-unité NR2A régule leur rétention synaptique et leur distribution de surface. Le déplacement des récepteurs NMDA contenant la sous-unité NR2A en dehors des synapses est compensé par une insertion synaptique de récepteurs contenant la sous-unité NR2B, indiquant que l’ancrage synaptique des différents sous-types de récepteurs NMDA est différentiellement régulé. De plus, cette redistribution des récepteurs NMDA affecte la maturation et la plasticité synaptique. L’ensemble de ces résultats révèle une régulation rapide et spécifique des récepteurs NMDA synaptiques par les protéines à domaine PDZ suggérant un rôle de l’organisation de la densité postsynaptique dans la stabilisation synaptique des récepteurs et les processus adaptatifs. / The formation of synapses follows different steps including synaptogenesis, maturation and plasticity. Adhesion molecules and ionotropic receptors play key roles in these processes. During my thesis, I have been interested in the dynamics of the interactions mediated by two membrane proteins, N-cadherin and the NMDA receptor N-cadherin plays important roles in axon outgrowth, but the molecular mechanisms underlying this effect are mostly unknown. Using live imaging and optical trapping, I demonstrated that the direct transmission of actin-based traction forces to N-cadherin adhesions, through catenin partners, drives growth cone advance. Synaptic NMDA receptors (NMDARs) play key roles during synaptic refinement and plasticity, however the molecular mechanisms that govern the distribution of the synaptic surface NMDARs are largely unknown. We investigated the dynamics of endogenous NMDARs using high-resolution single particle imaging and a newly-developed biomimetic divalent competing ligand. My results show that the dynamic interaction between PDZ domain-containing scaffold proteins and NR2A-NMDARs regulates their synaptic retention and surface distribution. Interestingly, a rapid displacement of NR2A-NMDARs out of synapses is paralleled by a compensatory increase in NR2B-NMDARs, providing functional evidence that the sites of synaptic anchoring of native surface NR2-NMDARs are different. Furthermore, such redistribution of surface NR2-NMDARs strongly impairs synaptic maturation and plasticity. Together, these data reveal a rapid and specific regulation of surface NR2-NMDARs by PDZ domain-containing scaffolds in synapses, supporting a role of the postsynaptic density architecture in regulating specific NR2-NMDAR retention and synaptic adaptation.

La synapse glutamatergique assure la majeure partie de la transmission excitatrice du cerveau et des changements de sa force constituent un corrélat cellulaire des processus d’apprentissage et de mémoire. Ces processus adaptatifs nécessitent souvent l’activation des récepteurs ionotropiques au glutamate de type NMDA (NMDAR) et l’influx calcique dans le compartiment postsynaptique qui suit leur ouverture. Jusqu’alors, l’activation des voix de signalisations sous-jacentes était considérée comme le seul mécanisme essentiel à la plasticité synaptique. Il est apparu récemment que les NMDAR diffusent à la surface des neurones, assurant un remodelage dynamique de leur distribution. La possibilité que la dynamique de surface des NMDAR joue un rôle déterminant dans les propriétés plastiques des synapses a donc émergé. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé à cette problématique à l’aide d’approches d’imagerie dynamique à haute-résolution (ex. suivi de nanoparticules uniques, FRAP) et d’outils moléculaires de haute spécificité (ex. ligand biomimétique, x-link de récepteurs via les anticorps). J’ai dans un premier temps étudié la dynamique de surface des NMDAR endogènes au cours de la plasticité synaptique au sein de réseaux neuronaux hippocampiques in vitro. Mes résultats révèlent que l’induction de la potentialisation à long terme (LTP) des synapses glutamatergiques s’accompagne d’une redistribution latérale des NMDAR de surface dans la région postsynaptique. De façon remarquable, la réduction de la diffusion de surface des NMDAR via des anticorps commerciaux, mais aussi des anticorps purifiés de patients atteints d’encéphalite auto-immune, ciblant des épitopes extracellulaires des NMDAR, bloque la LTP. Dans un second temps, je me suis intéressé à la régulation de cette dynamique des NMDAR. En collaboration avec le groupe de Stéphane Oliet (CRI, INSERM), nous avons découvert qu’une redistribution rapide de surface des NMDAR s’opère différemment sous l’effet des co-agonistes du récepteur, la glycine et la D-sérine, et cela de façon dépendante des sous-unités GluN2A/GluN2B des NMDAR. De plus, j’ai démontré que l’interaction directe entre les NMDAR et les récepteurs dopaminergiques D1 membranaires contrôle la distribution des deux types de récepteurs aux abords de la synapse et module la plasticité synaptique. L’ensemble de ces données indique que la dynamique de surface des NMDAR est régulée par la présence d’un neuromodulateur, la dopamine, et de co-agonistes, contrôlant de façon dynamique la fenêtre plastique des synapses. / Glutamate synapse mediates most synaptic excitation in the brain and changes in its strength constitute a cellular basis for learning and memory processes. These adaptive properties often require ionotropic glutamate NMDA receptor (NMDAR) and the calcium influx in the postsynaptic compartment following their opening. So far, the activation of the subsequent signaling pathways was considered as the only mechanism essential for synaptic plasticity. It recently appeared that NMDAR diffuse at the neuronal surface, dynamically shaping their distribution. Whether the NMDAR surface dynamics and its potential regulators play an instrumental role in the plastic properties of synapses emerged thus as a possibility. During my PhD, I tackled this question using a combination of high resolution imaging techniques (e.g. single nanoparticle tracking, FRAP) and high specificity molecular approaches (e.g. biomimetic ligand, antibody based receptor cross-link). First, I studied surface dynamics of endogenous NMDAR during synaptic plasticity on hippocampal neurons in vitro. My results reveal that the induction of glutamate synapse long-term potentiation (LTP) is accompanied by a lateral redistribution of surface NMDAR within the postsynaptic area. Strikingly, reducing the surface diffusion of NMDAR using both commercial and purified antibodies from autoimmune encephalitis patients targeting extracellular epitopes of the NMDAR prevents LTP. Second I investigated whether NMDAR dynamics were regulated. In collaboration with Stephane Oliet’s group (CRI, INSERM), we uncovered that rapid surface redistribution can also be achieved differentially using the NMDAR co-agonists, glycine and D-serine, in a GluN2A/GluN2B NMDAR subunit dependent manner. In addition, I demonstrated that the direct interaction between NMDAR and dopamine D1 receptor at the membrane controls both receptors distribution in the synaptic area and modulates synaptic plasticity. Altogether, these data indicate that the NMDAR surface dynamics is regulated by ambient neuromodulators such as dopamine and co-agonists, dynamically controlling then the plastic range of synapses.

Gliotransmitters dérivés de l'astrocyte glutamate et l'ATP modulent l'activité neuronale. Cependant, il reste à savoir comment les astrocytes contrôlent la libération et coordonnent les actions de ces gliotransmetteurs. Dans la première partie de ma thèse, en utilisant l'expression transgénique de la canalrhodopsine 2 (ChR2) sensible à la lumière dans les astrocytes, nous avons observé que la photostimulation augmentait de manière fiable le potentiel d'action des neurones pyramidaux de l'hippocampe. Cette excitation repose principalement sur une libération de glutamate dépendant du Ca2+ par les astrocytes qui active les NMDR neuronaux extrasynaptiques. Remarquablement, nos résultats montrent que l'augmentation de Ca2+ induite par ChR2 et la libération ultérieure de glutamate sont amplifiées par l'activation autocrine induite par l'ATP/ADP des récepteurs P2Y1 sur les astrocytes. Ainsi, l'excitation neuronale est favorisée par une action synergique de la signalisation glutamatergique et purinergique autocrine dans les astrocytes. Ce nouveau mécanisme peut être particulièrement pertinent pour les conditions pathologiques dans lesquelles la concentration extracellulaire d'ATP est augmentée et agit comme un signal de danger majeur. Dans la seconde partie de ma thèse, nous rapportons que la photostimulation sélective des astrocytes ChR2 dans le gyrus denté facilite la transmission synaptique excitatrice sur les cellules granulaires via l'activation des NMDR pré-synaptiques contenant GluN2B. De plus, nous avons découvert que l'élévation intracellulaire du Ca2+ induite par l'ATP et dérivée de l'ATP contrôlait étroitement la libération du glutamate par les astrocytes au cours de la photostimulation des astrocytes. Nos résultats fournissent des preuves d'une relation étroite entre l'ATP dérivé d'astrocyte et le glutamate. / Astrocyte-derived gliotransmitters glutamate and ATP modulate neuronal activity. It remains unclear, however, how astrocytes control the release and coordinate the actions of these gliotransmitters. In the first part of my thesis, using transgenic expression of the light-sensitive channelrhodopsin 2 (ChR2) in astrocytes, we observed that photostimulation reliably increases action potential firing of hippocampal pyramidal neurons. This excitation relies primarily on a Ca2+-dependent glutamate release by astrocytes that activates neuronal extra-synaptic NMDRs. Remarkably, our results show that ChR2-induced Ca2+ increase and subsequent glutamate release are amplified by ATP/ADP-mediated autocrine activation of P2Y1 receptors on astrocytes. Thus, neuronal excitation is promoted by a synergistic action of glutamatergic and autocrine purinergic signaling in astrocytes. This new mechanism may be particularly relevant for pathological conditions in which ATP extracellular concentration is increased and acts as a major danger signal. In the second part of my thesis, we report that selective photostimulation ChR2 positive astrocytes in dentate gyrus facilitates excitatory synaptic transmission onto granule cells via the activation of pre-synaptic GluN2B-containing NMDRs. Moreover, we discovered that astrocyte-derived ATP-mediated intracellular Ca2+ elevation tightly controls glutamate release from astrocytes during astrocyte photostimulation. Our results provide evidence for a close relationship between astrocytic-derived ATP and glutamate.

MTOR est une sérine/thréonine kinase appartenant au complexe mTORC1 (mTOR Complexe 1), un régulateur clé de la traduction. Ce complexe joue un rôle au sein de la LTP (Potentialisation à Long Terme), une forme de plasticité synaptique qui requiert la synthèse de nouvelles protéines pour renforcer la transmission synaptique. La première partie de ma thèse porte sur les mécanismes de régulation de la voie mTORC1 dans les neurones. Dans les cellules non neuronales, cette voie de signalisation est classiquement régulée par deux voies distinctes. D’une part, les acides aminés induisent le recrutement du complexe mTORC1 à la membrane des endo-lysosomes où la protéine Rheb est enrichie et favorisent ainsi l’activation de mTORC1. D’autre part, les facteurs de croissance activent mTORC1 en stimulant la voie PI3K/Akt/TSC/Rheb. Nos résultats indiquent que les neurones sont capables d’ "utiliser" le mécanisme responsable de la translocation de mTORC1 en réponse à la supplémentation en acides aminés pour coupler l’induction de la plasticité synaptique à l’activation de mTORC1. En effet, les récepteurs NMDA et le BDNF, deux acteurs centraux de la LTP, augmentent le recrutement de mTORC1 à la membrane des endo-lysosomes même en absence d’acides aminés, et activent mTORC1. Par des stratégies induisant la translocation de mTORC1 à la membrane des endo-lysosomes, nous avons montré que ce mécanisme est important pour l’activation de mTORC1 mais n’est pas suffisant : il faut également une activation de la protéine Rheb. Le second aspect de mon projet porte sur la régulation de mTORC1 dans le cadre de la maladie d’Alzheimer, une maladie neurodégénérative caractérisée par une perte progressive de la mémoire. Les déficits cognitifs s’accompagnent d’un dysfonctionnement progressif des synapses suivi par la perte neuronale, tous deux causés par une accumulation anormale du peptide amyloïde β (Aβ). Les données de la littérature montrent que les oligomères toxiques du peptide Aβ (AβO) inhibent la plasticité synaptique dans les stades précoces de la maladie. Cependant, les mécanismes restent obscurs. Plusieurs études mettent en évidence une altération de la voie mTORC1. Nos résultats montrent que les AβO inhibent le recrutement de mTORC1 à la membrane des endo-lysosomes. Ce mécanisme est rétabli par une inhibition pharmacologique de l’AMPK. Ainsi, ces données indiquent que les AβO inhibent l’adressage de mTORC1 aux compartiments endo-lysosomaux via l’AMPK. Cela aurait pour conséquence une inhibition de la synthèse protéique décrite dans la littérature et contribuerait ainsi au dysfonctionnement synaptique. / MTOR is a serine/threonine kinase that belongs to mTORC1 (mTOR complex 1), a key regulator of translation. This complex is involved in LTP (Long Term Potentiation), a form of synaptic plasticity requiring new protein synthesis to reinforce synaptic transmission. The first part of my thesis investigates the mechanism of mTORC1’s regulation in neurons. In non-neuronal cells, mTORC1 pathway is commonly activated by two distinct pathways. On the one hand, amino acids induce mTORC1 recruitment to the membrane of endo-lysosomes where Rheb is enriched and can thus promote mTORC1 activation. On the other hand, growth factors activate mTORC1 via the PI3K/Akt/TSC/Rheb pathway. Our results indicate that neurons are capable of “using” amino acid-induced translocation of mTORC1 to connect synaptic plasticity induction to mTORC1 activation. Indeed, NMDA receptors and BDNF, two main actors of synaptic plasticity, increase mTORC1 recruitment to the membrane of endo-lysosomes even in the absence of amino acids, and activate mTORC1. Using strategies targeting mTORC1 to endo-lysosomes, we show that this mechanism promotes activation of mTORC1 but is not sufficient: Rheb activation is also required. The second part of my project is focused on the regulation of mTORC1 in Alzheimer’s disease, a neurodegenerative pathology characterized by a progressive memory loss. Cognitive deficits are widely believed to result from a progressive dysfunction of synapses, followed by a loss of neurons, both caused by an abnormal accumulation of the amyloid β peptide (Aβ). Data from others show that toxic Aβ oligomers (AβOs) inhibit synaptic plasticity at early stages of the disease. However, the mechanisms remain poorly understood. Several studies indicate an alteration of the mTORC1 pathway. Our results show that AβOs inhibit mTORC1 recruitment to the membrane of endo-lysosomes and that this effect can be rescued by a pharmacological inhibition of AMPK. Thus our data indicate that AβOs inhibit mTORC1 translocation to endo-lysosomal compartments via AMPK. This could lead to the impairment of protein synthesis reported in other studies and thus alter synaptic function.

Les encéphalites à anticorps (Ac) anti-récepteur NMDA (NMDAR) sont des pathologies auto-immunes nouvellement décrites ciblant un récepteur majeur du système nerveux central, le NMDAR. Les synapses glutamatergiques assurent la majeure partie de la transmission excitatrice du cerveau et les récepteurs ionotropiques au glutamate de type NMDA ont un rôle clé dans la plasticité synaptique, c'est-à-dire les modifications de la force de transmission synaptique constituant le corrélat cellulaire des processus d'apprentissage et de mémoire. Les études in vitro et in vivo de l'effet des Ac anti-NMDAR tendent à montrer une altération de la dynamique des NDMAR et une internalisation. Les Ac auraient un effet pathogénique pouvant expliquer des symptômes. Au cours de ma thèse, j'ai souhaité approfondir la compréhension de cette pathologie sur le plan clinique et mécanistique. Pour cela j'ai étudié les caractéristiques cliniques et histologiques des patients présentant une tumeur maligne associée, me permettant d'établir des recommandations de prise en charge au vu du taux de mortalité plus élevé chez ces patients et d'une fréquence plus importante de tératomes ovariens immatures que dans la population générale. En parallèle j'ai étudié l'effet des Ac anti-NMDAR sur la transmission et la plasticité synaptique dans un modèle murin d'administration chronique des anticorps. Ces études menées en électrophysiologie sur tranches aigües m'ont permis de mettre en évidence un effet des anticorps du LCR sur la plasticité synaptique significatif mais d'amplitude moindre que les études in vitro l'avaient suggéré. Nous avons également montré l'importance de la durée d'exposition aux anticorps / Anti-NMDAR autoimmune encephalitis is a newly described pathology, characterized by the presence of IgG antibodies (Abs) directed against NMDA receptor (NMDAR). Glutamatergic synapses are the main component of excitatory transmission in the adult brain and the ionotropic glutamate receptor NMDAR has a key role in synaptic plasticity. Synaptic plasticity is defined by the synapses property to modify their transmission strength and seems to be the cellular correlate of learning and memory. In vitro and in vivo studies on anti-NMDAR Abs effects showed an altered dynamic at the membrane followed by an internalization of NMDAR. Thus, Abs seem to have a pathogenic effect, able to explain clinical symptoms. During my thesis, I wanted to deepen the understanding of this pathology on the clinical and mechanistic level. To this end, I studied the clinical and histological features of patients with an associated tumor. Results obtained allow me to establish management recommendations considering the high mortality rate in these patients and a higher frequency of immature ovarian teratomas than in the general population. Simultaneously, I studied the effect of anti-NMDAR Abs on synaptic transmission and plasticity in a murine model allowing chronic Abs infusion. These results obtained by electrophysiology on acute slices allowed me to demonstrate an effect of CSF Abs on synaptic plasticity but of less amplitude that the in vitro studies had suggested. Results also highlighted the importance of the duration to antibodies exposure

Selon l'OMS, les troubles dépressifs majeurs (TDM) seront la 2ème cause d'incapacité dans le monde en 2020 et deviendront la 1ère en 2030. Les antidépresseurs classiques ont des effets thérapeutiques retardés et de nombreux patients sont résistants. La kétamine, antagoniste du récepteur N-methyl-D-aspartate (R-NMDA) du L-glutamate, possède un effet antidépresseur rapide chez les patients résistants à un traitement classique. Le mécanisme de cette activité étonnante n'est pas bien compris. En couplant la microdialyse intracérébrale à un test comportemental prédictif d'une activité antidépressive dans un modèle de souris BALB/cJ de phénotype anxieux, nous montrons que cette activité de la kétamine dépend de la balance excitation-inhibition entre les systèmes glutamate/R-NMDA et R-AMPA, GABA/R-GABAA, sérotonine du circuit cortex préfrontal/noyau du raphé. Nos résultats suggèrent également que ce serait la combinaison [kétamine-(2R,6R)-hydroxynorkétamine, son principal métabolite cérébral] qui porterait l'effet antidépresseur. Mes travaux de thèse contribuent à une meilleure compréhension de l'effet rapide antidépresseur de la kétamine. / According to the WHO, major depressive disorder (MDD) will be the second leading cause of disability in the world in 2020 and will become the first in 2030. Conventional antidepressant drugs have delayed therapeutic effects and many patients are resistant. Ketamine, an N-methyl-D-aspartate (NMDA-R) receptor antagonist of L-glutamate, exerts a rapid antidepressant effect in patients who are resistant to standard therapy. The mechanism of this amazing activity is not well understood. By coupling intracerebral microdialysis to a predictive behavioral test of antidepressant activity in a BALB/cJ mouse model with an anxious phenotype, we show that this ketamine activity is dependent on the excitation-inhibition balance between glutamate/NMDA-R and AMPA-R, GABA/GABAA-R, serotonin systems in the prefrontal cortex/raphe nucleus circuit. Our results also suggest that it would be the combination [ketamine-(2R,6R)-hydroxynorketamine, its main brain metabolite] that would carry the antidepressant effect. My thesis work pave the way for the development of new fast-acting antidepressant drugs.

L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie rare caractérisée par une augmentation de la pression artérielle pulmonaire moyenne liée à un important remodelage de la paroi vasculaire obstruant progressivement les petites artères pulmonaires. Le récepteur NMDA (NMDAR) est un récepteur au glutamate jouant un rôle crucial dans la transmission synaptique neuronale. Il est aussi présent dans des cellules périphériques, notamment les cellules vasculaires aortiques et cérébrales, et participe à leur prolifération. De plus, le NMDAR contribue à la prolifération des cellules cancéreuses. Puisque dans l'HTAP, les cellules vasculaires pulmonaires présentent un phénotype cancer-like, hyperprolifératif et résistant à l'apoptose, nous avons émis l'hypothèse selon laquelle les NMDARs vasculaires pulmonaires pourraient contribuer au remodelage vasculaire et conduire à l'HTAP. Nous avons montré que les cellules vasculaires pulmonaires expriment physiologiquement les principaux éléments d'une communication glutamatergique fonctionnelle via le NMDAR. Dans l'HTAP, le glutamate s'accumule dans les vaisseaux remodelés et l'endothéline-1, un acteur majeur du remodelage vasculaire, induit la libération du glutamate par les cellules musculaires lisses. Le NMDAR est mobilisé dans les cellules vasculaires et sa fonction pourrait être altérée en raison d'un déséquilibre dans le ratio d'expression de ses sous-unités. L'activation du NMDAR contribue à la prolifération des cellules vasculaires pulmonaires et à l'angiogenèse, éléments clés de la physiopathologie de l'HTAP. Des études réalisées sur des souris n'exprimant pas les NMDARs vasculaires ou utilisant des antagonistes du NMDAR mettent en évidence le rôle du NMDAR dans l'hypertension pulmonaire expérimentale. Ces résultats suggèrent que le NMDAR est un nouvel acteur du remodelage vasculaire et qu'il représente une nouvelle cible thérapeutique de l'HTAP. Ils apportent également de nouveaux éléments alimentant l'analogie entre le système vasculaire et le système nerveux. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disease characterized by an increase in the mean pulmonary arterial pressure, due to a deep vascular remodeling leading to the progressive obstruction of the small pulmonary arteries. The NMDA receptor (NMDAR) is a glutamate receptor playing a crucial role in the neuronal synaptic communication. It is also present in peripheral cells, including aortic and cerebral vascular cells, and promotes their proliferation. Moreover, NMDAR contributes to proliferation of cancer cells. As pulmonary vascular cells exhibit a cancer-like hyperproliferative and apoptotic-resistant phenotype in PAH, we hypothesized that the activation of pulmonary vascular NMDARs may contribute to the vascular remodeling leading to PAH. We found that pulmonary vascular cells express the main features of a functional synaptic-like glutamatergic communication through NMDARs. In PAH, glutamate accumulates in pulmonary arteries, and endothelin-1, a major actor of the PAH-associated vascular remodeling, triggers glutamate release from smooth muscle cells. Furthermore, the NMDAR is mobilized and its function may be altered due to an unbalanced expression ratio of the NMDAR subunits. Moreover, NMDAR activation contributes to vascular cell proliferation and angiogenesis, key features of PAH pathophysiology. Finally, studies with NMDAR antagonists and vascular NMDAR-knockout mice showed that vascular NMDARs are involved in pulmonary hypertension. These results suggest that NMDAR is a new actor of the vascular remodeling and could represent a new therapeutic target in PAH. They also bring new pieces to the vascular/nervous parallels.