Explorer les mécanismes de la déglutition
Les cellules sensorielles du nerf vague peuvent détecter et localiser les aliments dans l’œsophage. Leurs signaux aident à transporter la nourriture vers l’estomac. L’échec du signal entraîne des troubles de la déglutition, selon une équipe dirigée par Carmen Birchmeier au Centre Max Delbrück. Ils ont publié leurs découvertes dans Neurone.
Les troubles de la déglutition peuvent avoir de nombreuses causes et surviennent plus fréquemment chez les personnes âgées. Mais les maladies neurologiques telles que la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson, ainsi que certains médicaments, peuvent également empêcher les aliments de passer normalement de la bouche à l’estomac. Les conséquences possibles incluent la malnutrition, la perte de poids et la déshydratation.
Maintenant, une équipe dirigée par le professeur Carmen Birchmeier, qui dirige le laboratoire de biologie du développement/transduction du signal au Centre Max Delbrück de Berlin, a étudié plus en détail le processus de déglutition.
Ecrire dans le journal Neurone, les chercheurs décrivent comment les cellules sensorielles du nerf vague réagissent aux stimuli mécaniques dans l’œsophage et déclenchent des mouvements musculaires involontaires, un processus connu sous le nom de péristaltisme œsophagien. Le nerf vague, l’un des 12 nerfs crâniens, fournit des informations sur l’état des organes internes au cerveau. Les résultats de l’étude de l’équipe pourraient éventuellement conduire à de meilleurs traitements pour les troubles de la déglutition.
Avaler devant la caméra
“Les méthodes modernes de séquençage unicellulaire ont rendu notre travail possible”, explique Birchmeier. “En utilisant les données de séquençage, nous avons construit des modèles génétiques qui nous ont permis d’étudier plus en détail les fonctions des neurones sensoriels dans les ganglions vagaux.” Les ganglions sont un groupe ou “nœud” de corps neuronaux dans le système nerveux périphérique.
Les scientifiques ont commencé par colorer les neurones pour voir quels organes ils innervent. Ensuite, ils ont déterminé si et comment ils répondaient aux stimuli mécaniques dans l’œsophage. Enfin, ils ont désactivé les cellules pour analyser comment cela affectait la déglutition. Le Dr Teresa Lever de la faculté de médecine de l’Université du Missouri à Columbia, aux États-Unis, a mis au point une méthode permettant aux chercheurs d’utiliser la fluoroscopie vidéo pour observer en temps réel la déglutition chez des souris non anesthésiées au comportement libre.
Plus qu’un tube
“Lorsque les souris ont perdu les neurones qui fournissent des informations sur les stimuli mécaniques dans l’œsophage, elles ont perdu la capacité d’effectuer par réflexe les mouvements musculaires appropriés qui transportent les aliments vers l’estomac, et elles ont rapidement perdu du poids”, explique l’auteur principal, le Dr Elijah Lowenstein, qui a obtenu son doctorat. travaillant sur cette étude dans l’équipe de Birchmeier. Il est maintenant chercheur à la Harvard Medical School de Boston. La perte de poids, dit Lowenstein, montre que les neurones jouent un rôle clé dans l’homéostasie corporelle.
“Ainsi, l’œsophage n’est pas simplement un tube qui relie la bouche à l’estomac”, dit-il. “Il utilise la rétroaction mécanosensorielle pour remplir sa fonction.” Birchmeier ajoute que sans ces cellules dans le nerf vague, la nourriture reste coincée dans notre œsophage. Chez certaines souris, il est en fait reflué dans la gorge.
Un atlas moléculaire pour tous
“Nos travaux peuvent maintenant aider à développer de meilleurs traitements pour les troubles de la déglutition. Une option serait d’activer pharmacologiquement les mécanorécepteurs que nous avons identifiés”, explique Birchmeier. Elle souhaite également utiliser les modèles génétiques pour déterminer les fonctions d’autres neurones sensoriels vagaux, tels que ceux qui contrôlent les poumons ou l’aorte.
“Ces neurones jouent probablement un rôle crucial mais encore méconnu dans le développement de certaines maladies respiratoires, ou cardiovasculaires comme l’hypertension”, précise-t-elle. D’autres chercheurs peuvent également participer à ces projets, car Birchmeier et son équipe ont développé un atlas moléculaire de tous les neurones vagaux chez la souris. L’atlas est disponible gratuitement en ligne.
