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Health Sciences

Adriana Di Polo

Neurobiologie de la rétine et du nerf optique

Professeure titulaire

Faculté de médecine - Département de neurosciences

adriana.di.polo@umontreal.ca

Secondary number: 514 890-8000 #31280 (Travail 1)

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2018 Awards of Excellence - Scientific contribution of the year

CRCHUM researcher Adriana Di Polo wins this award in recognition of her recent study entitled "Insulin Induces the Regeneration of Dendrites and Synapses and Restores the Functioning of the Retinal Circuit after Axonal Injury" published in the prestigious Brain journal.

Avancée dans le traitement du glaucome

Plus de 400 000 Canadiens sont atteints de glaucome. La professeure Adriana di Polo et son équipe ont fait une découverte importante dans le traitement de cette maladie qui est la deuxième cause de cécité en Amérique du Nord.

Profile

Research expertise

La vue nous permet de percevoir l’univers autour de nous. Les premières interactions des stimuli visuels avec le système nerveux se produisent dans la rétine. Située à l’arrière de l’œil, la rétine est une structure hautement organisée qui contient plusieurs types de neurones (p. ex. photorécepteurs et neurones bipolaires, amacrines, horizontales et ganglionnaires) et les cellules gliales. La rétine et le nerf optique sont des extensions du système nerveux central (SNC). En raison de son accessibilité, la rétine est un système idéal pour l’étude de la biologie et le fonctionnement des neurones du SNC et des cellules gliales. Plus précisément, nous nous sommes concentrés sur la biologie des cellules ganglionnaires de la rétine. Ces neurones ont leurs corps cellulaires dans la rétine et leurs axones le long du nerf optique, qui atteignent des cibles visuelles dans le cerveau. Ainsi, les cellules ganglionnaires de la rétine sont les seuls neurones qui acheminent l’information de la rétine au cerveau.

  • Les mécanismes moléculaires sous-tendant la survie neuronale et la régénération axonale dans le système visuel endommagé

Les blessures au SNC de mammifères adultes mènent à la mort neuronale, à des dommages aux axones et à des déficits fonctionnels persistants. La dégénérescence de l’axone est une marque d’une blessure résultant d’un traumatisme, d’une ischémie ou lors des maladies neurodégénératives. Les neurones du SNC ont une capacité limitée de survivre ou de réparer leurs axones après une blessure. On associe plusieurs facteurs à une faible régénération, notamment la privation des facteurs neurotrophiques, la présence de molécules inhibitrices de la croissance et la cicatrice gliale.Notre programme de recherche porte sur la reconnaissance d’indices moléculaires qui régulent la survie et la régénération dans le système visuel endommagé. Nous cherchons plus particulièrement à caractériser la réponse des cellules ganglionnaires de la rétine aux blessures et à cerner les facteurs extrinsèques et intrinsèques qui stimulent la capacité de ces neurones de survivre et de réparer un axone. Nous nous penchons actuellement sur le rôle des facteurs neurotrophiques et des cibles de signalisation en aval, des mécanismes moléculaires contribuant à l’apoptose et des signaux qui régulent la morphologie et la fonction des cellules ganglionnaires de la rétine après la blessure à l’axone. Notre but est d’utiliser ces connaissances pour élaborer des stratégies visant à favoriser la survie des neurones rétinien et la régénération des axones dans des modèles de blessures du nerf optique in vivo.

  •  Interactions neurones-cellules gliales dans la rétine

Les cellules gliales jouent un rôle central dans les fonctions du systeme nerveux : elles fournissent un soutien métabolique direct, régulent le microenvironnement neuronnal et contribuent activement a l’activité neuronale. La rétine des mammifères contient trois types de cellules gliales : les cellules de Müller (cellules gliales radiales), les astrocytes et la microglie. Les cellules de Müller sont les cellules gliales les plus abondantes dans la rétine. Elles occupent toute l’épaisseur de la rétine et ont des processus secondaires qui s’enveloppent fermement autour des neurones. On a suggéré que la gliose des cellules de Müller protege les neurones au cours des premieres étapes apres la blessure a la rétine, ce qui constitue peut-etre une réponse de la cellule qui cherche a protéger le tissu contre davantage de dommages.Cependant, ces premiers bénéfices peuvent devenir nuisibles quand la blessure est prononcée ou lors d’un dommage chronique comme il se produit dans la plupart des dégénérescences de la rétine. En effet, des données récentes de notre laboratoire indiquent que les cellules de Müller peuvent aggraver la mort neuronale dans un état pathologique. Les recherches actuelles dans nos laboratoires visent a caractériser les mécanismes moléculaires par lesquels les cellules de Müller contrôlent la survie des cellules ganglionnaires de la rétine apres une blessure.

  • Mise au point de nouvelles thérapies pour les maladies de la vue

Le glaucome est la deuxième cause de cécité a l’échelle de la planete, après la cataracte.  Il existe plusieurs types de glaucomes, notamment le glaucome à angle ouvert, le glaucome par fermeture d’angle et le glaucome congénital. Une caractéristique commune de tous les types de glaucomes est la mort des cellules ganglionnaires de la rétine. Quand le patient perd un nombre important de ces neurones, sa vue se détériore progressivement. Bien que la cause directe du glaucome soit inconnue, plusieurs facteurs de risque majeurs ont été recensés, notamment l’âge et une pression intraoculaire élevée.

Awards and recognitions

  • Prix d’excellence du Centre de recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM) - 2019

Teaching and supervision

Student supervision

Theses and dissertation supervision (Papyrus Institutional Repository)

2019

The role of pericytes in the regulation of retinal microvasculature dynamics in health and disease

Graduate : Villafranca-Baughman, Deborah
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2017

The expression of netrin-1 in the intact and injured adult mice retina

Graduate : Chehrazi, Pegah
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2016

Role of Reactive Gliosis and Neuroinflammation in Experimental Glaucoma

Graduate : Cueva Vargas, Jorge Luis
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2015

Mécanismes moléculaires régulant la pathologie dendritique dans la rétine adulte lésée in vivo

Graduate : Morquette, Junie Barbara
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2010

Expression des nétrines dans la rétine de souris adulte

Graduate : Simard, Mathieu
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.

Projects

Research projects

2019 - 2026

Chaire de recherche du Canada en Glaucoma and Age-Related Neurodegeneration

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVX50399-Chaires de recherche du Canada
2019 - 2026

Neural repair in glaucoma: the role of insulin signaling

Lead researcher : Adriana Di Polo
Co-researchers : Brad Fortune
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2017 - 2022

Tau: a novel target to prevent early neuronal dysfunction and death in glaucoma.

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2019 - 2021

Neural repair in glaucoma: the role of insulin signaling

Lead researcher : Adriana Di Polo
Co-researchers : Brad Fortune
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2002 - 2020

SUBVENTION D'INFRASTRUCTURE DU FRSQ POUR LE GRSNC(GROUPE DE RECHERCHE SUR LE SYSTÈME NERVEUX CENTRAL)

Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs: PVXXXXXX-Subvention de groupe de recherche
2016 - 2019

Une plateforme d'imagerie de la rétine pour la découverte de biomarqueurs oculaires pour les maladies neurodégénératives liées à l'age.

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: FCI/Fondation canadienne pour l'innovation
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds des leaders
2013 - 2019

MOLECULAR MECHANISMS OF RETINAL GANGLION CELL DENDRITE DEGENERATION

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXX5647-Subvention de fonctionnement incluant les subventions de fonctionnement programmatiques
2017 - 2018

Regeneration of retinal ganglion cell dendrites: Stimulating connections to restore vision in glaucoma

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: Glaucoma Research Foundation
Grant programs:
2016 - 2018

Cyto-iGluSnFR: A glutamate biosensor platform for brain diseases

Lead researcher : Donald Van Meyel
Co-researchers : Adriana Di Polo
Funding sources: Fondation Brain Canada
Grant programs:
2015 - 2018

Human Minipromoters for restricted expression of ocular gene therapy

Co-researchers : Adriana Di Polo
Funding sources: CQDM/Consortium québécois sur la découverte du médicament
Grant programs:
2015 - 2018

Cyto-IGluSnFR: A gluatamat biosensor platform for brain diseases.

Lead researcher : Donald Van Meyel
Co-researchers : Adriana Di Polo
Funding sources: CQDM/Consortium québécois sur la découverte du médicament
Grant programs:
2016 - 2017

La relation entre la régénération de dendrites et des axons pour réparer le système nerveux central: quelle est la route à prendre?

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ) , FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT) , FRQSC/Fonds de recherche du Québec - Société et culture (FQRSC)
Grant programs: PVXXXXXX-Subvention générale et projets spéciaux - centres affiliés (partageable au prorata) , PVXXXXXX-Programme bilatéral de recherche collaborative Québec-Flandre , PVXXXXXX-Subvention générale et projets spéciaux (non partageable au prorata)
2014 - 2017

"CIHR TEAM GRANT IN ""SAVING VISION IN GLAUCOMA: NOVEL MECHANISMS AND THERAPEUTIC TARGETS"""

Lead researcher : Adriana Di Polo
Co-researchers : Philip A. Barker , Derek Bowie
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-Subvention d'équipe
2013 - 2016

SUBVENTION DAIDE A LA FORMATION ACCOMPAGNANT LA BOURSE DE CHERCHEUR NATIONAL - DOSSIER 25026 - YOKO A. ITO / Marius Trésor Chiasseu-Mbeumi

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs:
2012 - 2016

MECANISMES IMPLIQUES DANS LA MORT DES CELLULES GANGLIONNAIRES DE LA RETINE : NOUVELLES VOIES MOLECULAIRES ET CIBLES THERAPEUTIQUES POUR LE TRAITEMENT DU GLAUCOME

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs: PVXXXXXX-Bourses - Chercheurs nationaux
2010 - 2015

"TEAM GRANT IN ""SAVING VISION IN GLAUCOMA: NOVEL MECHANISMS AND THERAPEUTIC TARGETS"""

Lead researcher : Adriana Di Polo
2013 - 2014

MOLECULAR MECHANISMS OF RETINAL GANGLION CELL DENDRITE DEGENERATION

Lead researcher : Adriana Di Polo
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXX5647-Subvention de fonctionnement incluant les subventions de fonctionnement programmatiques
2010 - 2014

"CIHR TEAM GRANT IN ""SAVING VISION IN GLAUCOMA: NOVEL MECHANISMS AND THERAPEUTIC TARGETS"""

Lead researcher : Adriana Di Polo
Co-researchers : Philip A. Barker , Derek Bowie
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-Subvention d'équipe
2011 - 2013

THE RETINA : A WINDOW INTO THE MOLECULAR MECHANISMS AND THE PROGRESSION OF ALZHEIMER'S DISEASE

Lead researcher : Nicole Leclerc
Co-researchers : Adriana Di Polo
Funding sources: Société Alzheimer du Canada
Grant programs:
2009 - 2013

DEVELOPPEMENT DE DEMANDE : SAVING VISION IN GLAUCOMA : NOVEL MECHANISMS AND THERAPEUTIC TARGETS

Lead researcher : Adriana Di Polo
2008 - 2011

SURVIE ET REGENERATION DES CELLULES GANGLIONNAIRES DE LA RETINE: MECANISMES MOLECULAIRES ET NOUVELLES THERAPIES.

Lead researcher : Adriana Di Polo

Outreach

Publications and presentations

Publications

  • Lebrun-Julien, F., Duplan, L., Pernet, V., Osswald, I., Bourgeois, P., Sapieha, P.S., Dickson,K., Bowie, D., Barker, P.A., Di Polo, A. (2009) Excitotoxic death of retinal neurons in vivo occurs via a non cell-autonomous mechanism. J Neuroscience 29:5536-45. Article was chosen for highlight commentary by the Editor;
  • ProNGF induces TNFalpha-dependent death of retinal ganglion cells through a p75NTR non-cell-autonomous signaling pathway. (2010) Lebrun-Julien F., Bertrand M.J., De Backer O., Stellwagen D., Morales C.R., Di Polo A., Barker P.A. Proc Natl Acad Sci U S A. 107:3817-3822;
  • Almasieh, M., Zhou, Y., Kelly, M., Casanova, C., Di Polo, A. (2010) Structural and functional neuroprotection in glaucoma: role of galantamine-mediated activation of muscarinic acetylcholine receptors. Cell Death & Dis 1: e27.  Article was chosen for commentary;
  • Almasieh, M., Lieven, C., Levin, L.A., Di Polo, A. (2011) Cell-permeable phosphine-borane compounds delay retinal ganglion cell death after acute and chronic axonal injury. J Neurochem 118:1075-1086;
  •  Wilson AM, Di Polo A. (2012) Gene therapy for retinal ganglion cell neuroprotection in glaucoma. Gene Ther. 19:127-36;
  • Almasieh, M., Wilson, A.M. Morquette, B., Cueva-Vargas, J.L., Di Polo, A. (2012) The molecular basis of retinal ganglion cell death in glaucoma. Prog Ret Eye Res 31: 152-181. Most downloaded review article since March 2012;
  • Wilson, A.M., Morquette, B., Abdouh, M., Unsain, N., Barker, P.A., Feinstein, E., Bernier, G., Di Polo, A. (2013) ASPP1/2 regulate p53-dependent death of retinal ganglion cells through PUMA and Fas/CD95 activation in vivo. J Neurosci 33: 2205-2216;
  •  Almasieh, M., MacIntyre, J.N., Pouliot, M., Casanova, C., Vaucher, E., Kelly, M.E.M., Di Polo, A.  (2013) Acetylcholinesterase inhibition promotes retinal vasoprotection and increases ocular blood flow in experimental glaucoma. Invest Ophthalmol & Vis Sci 54: 3171-3183.

Disciplines

  • Molecular Biology
  • Neurosciences
  • Biomedical Engineering
  • Physics

Areas of expertise

  • Neuronal Communication and Neurotransmission
  • Eye and Visual System Diseases
  • Plasticity / Neuronal Regeneration
  • Visual System