La Dre Topolnik est chercheure au Centre de recherche du CHU de Québec, et professeure titulaire au Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique de la Faculté des sciences et de génie de l’Université Laval. Elle a commencé sa carrière académique à l’Université Laval en 2007 à titre de professeure adjointe, tout en étant chercheure au Centre de recherche Université Laval Robert-Giffard. Son recrutement a été réalisé dans le cadre du projet stratégique en bio-photonique, en lien avec la création du Centre de neurophotonique. En conjuguant ses talents en recherche et son expertise avancée en technologies optophysiologiques et optogénétiques, la Dre Topolnik a été une des premières à combler un créneau en neuro-photonique à l’Université Laval. Elle a joué un rôle majeur dans le développement et le rayonnement de la recherche multidisciplinaire, notamment à titre de professeur de l’école internationale Frontiers in Neurophotonics. La Dre Topolnik a été appuyée par le Programme national pour les femmes en sciences et génie du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG). Elle a reçu le prix « Professeur-étoile » de la Faculté des sciences et de génie pour sa contribution à l’enseignement.

Le programme de recherche du Dr Topolnik est axé sur les mécanismes cellulaires et synaptiques impliqués dans la coordination et le traitement d’information par les circuits corticaux. En particulier, son programme de recherche explore comment l’information sensorielle est intégrée et modifiée par les interneurones inhibiteurs GABAergiques, et comment ces processus sont altérés dans des troubles neurologiques et neurodégénératifs, notamment l’épilepsie, la maladie d’Alzheimer, et la sclérose latérale amyotrophique.

Signalisation et plasticité synaptique

L’équipe explore les mécanismes moléculaires et cellulaires de la mémoire en utilisant les enregistrements de l’activité électrique et biochimique des synapses. La microscopie à deux-photons combinée aux enregistrements de type « patch-clamp » et à l’optogénétique est utilisée pour étudier l’activité synaptique des neurones et surveiller le passage d’ions, comme le calcium, par des canaux pré- et postsynaptiques.

Composition cellulaire et fonctionnement des circuits corticaux

Le projet est axé sur les régions du cortex cérébral responsables de la mémoire et de l’apprentissage contextuel. Le but est de comprendre la diversité cellulaire et la spécialisation fonctionnelle des interneurones GABAergiques des circuits corticaux, pour comprendre leur rôle dans des processus mnémoniques.

Le dysfonctionnement de circuit dans les maladies neurodégénératives

Dans les maladies neurodégénératives, comme la maladie d’Alzheimer et la sclérose latérale amyotrophique, des propriétés intrinsèques et synaptiques de certains types de neurones sont altérés à un stade précoce de la maladie, menant le circuit neuronal au déséquilibre et provoquant le début de premiers déficits fonctionnels. Pour comprendre les mécanismes de ces changements, l’équipe utilise les techniques optiques avancées sur des modèles des souris transgéniques pour visualiser l’activité cérébrale anormale avec la résolution cellulaire. Les interventions pharmacologiques, pharmacogénétiques et immunologiques visent la restauration de la fonction des synapses, cellules et circuits.

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Luo X, Guet-McCreight A, Villette V, Francavilla R, Marino B, Chamberland S, Skinner FK, Topolnik L

Synaptic Mechanisms Underlying the Network State-Dependent Recruitment of VIP-Expressing Interneurons in the CA1 Hippocampus.

Article de revue

Cereb Cortex, 30 (6), p. 3667-3685, 2020, ISSN: 1047-3211.

Résumé | Liens:

Luo X, Guet-McCreight A, Villette V, Francavilla R, Marino B, Chamberland S, Skinner FK, Topolnik L

Corrigendum: Synaptic Mechanisms Underlying the Network State-Dependent Recruitment of VIP-Expressing Interneurons in the CA1 Hippocampus.

Article de revue

Cereb Cortex, 30 (5), p. 3437, 2020, ISSN: 1047-3211.

| Liens:

Guet-McCreight A, Skinner FK, Topolnik L

Common Principles in Functional Organization of VIP/Calretinin Cell-Driven Disinhibitory Circuits Across Cortical Areas.

Article de revue

Front Neural Circuits, 14 , p. 32, 2020.

Résumé | Liens:

Francavilla R, Guet-McCreight A, Amalyan S, Hui CW, Topolnik D, Michaud F, Marino B, Tremblay ME, Skinner FK, Topolnik L

Alterations in Intrinsic and Synaptic Properties of Hippocampal CA1 VIP Interneurons During Aging.

Article de revue

Front Cell Neurosci, 14 , p. 554405, 2020.

Résumé | Liens:

Luo X, Munoz-Pino E, Francavilla R, Vallee M, Droit A, Topolnik L

Transcriptomic profile of the subiculum-projecting VIP GABAergic neurons in the mouse CA1 hippocampus.

Article de revue

Brain Struct Funct, 224 (6), p. 2269-2280, 2019, ISSN: 1863-2653.

Résumé | Liens:

Magnin E, Francavilla R, Amalyan S, Gervais E, Suzanne David L, Luo X, Topolnik L

Input-Specific Synaptic Location and Function of the α5 GABAA Receptor Subunit in the Mouse CA1 Hippocampal Neurons.

Article de revue

J Neurosci, 39 (5), p. 788-801, 2019, ISSN: 0270-6474.

Résumé | Liens:

Topolnik L, Camire O

Non-linear calcium signalling and synaptic plasticity in interneurons.

Article de revue

Curr Opin Neurobiol, 54 , p. 98-103, 2019, ISSN: 0959-4388.

Résumé | Liens:

Chamberland S, Zamora Moratalla A, Topolnik L

Calcium extrusion mechanisms in dendrites of mouse hippocampal CA1 inhibitory interneurons.

Article de revue

Cell Calcium, 77 , p. 49-57, 2019, ISSN: 0143-4160.

Résumé | Liens:

Francavilla R, Villette V, Martel O, Topolnik L

Calcium Dynamics in Dendrites of Hippocampal CA1 Interneurons in Awake Mice.

Article de revue

Front Cell Neurosci, 13 , p. 98, 2019.

Résumé | Liens:

Francavilla R, Villette V, Luo X, Chamberland S, Munoz-Pino E, Camire O, Wagner K, Kis V, Somogyi P, Topolnik L

Connectivity and network state-dependent recruitment of long-range VIP-GABAergic neurons in the mouse hippocampus.

Article de revue

Nat Commun, 9 (1), p. 5043, 2018, ISSN: 2041-1723.

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Projets actifs

  • Centre de recherche du CHU de Québec - Université Laval, Subvention, Centre hospitalier universitaire de Québec - Université Laval, Centres de recherche affiliés, du 2017-01-01 au 2099-12-31
  • Centre thématique de recherche en neurosciences, Subvention, Institutionnel - BDR, BDR - Centres de recherche reconnus, du 1999-06-01 au 2023-05-01
  • Dendritic inhibition in hippocampal circuits, Subvention, Conseil de recherches en sciences naturelles et génie Canada, Subventions à la découverte SD (individuelles et d'équipe), du 2020-04-01 au 2025-03-31
  • Inhibitory control of hippocampal inhibitory circuits: cell types, neuromodulation and function, Subvention, Instituts de recherche en santé du Canada, Subvention Projet, du 2019-10-01 au 2024-09-30
  • Investigating the contribution of Shank3 in Alzheimer's disease, Subvention, Instituts de recherche en santé du Canada, Subvention Projet, du 2018-04-01 au 2023-03-31
  • Mechanisms of dendritic integration and plasticity in GABAergic inhibitory interneurons, Subvention, Instituts de recherche en santé du Canada, Subvention de fonctionnement, du 2015-07-01 au 2021-06-30

Projets terminés récemment

  • Inhibitory control of hippocampal inhibitory circuits: cellular mechanisms and function, Subvention, Instituts de recherche en santé du Canada, Subvention de fonctionnement, du 2014-07-01 au 2019-06-30
  • Targeting microglia-synapse interactions to rescue brain circuits elimination and cognitive dysfunction, Subvention, Instituts de recherche en santé du Canada, Subventions Fondation, du 2016-07-01 au 2020-03-31
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