Une étude révèle la fonction d'une synapse peu comprise dans le cerveau

Une étude révèle la fonction d’une synapse peu comprise dans le cerveau

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Une nouvelle recherche de l’Université de la santé et des sciences de l’Oregon révèle pour la première fois la fonction d’une jonction peu comprise entre les cellules du cerveau qui pourrait avoir d’importantes implications thérapeutiques pour des maladies allant de la sclérose en plaques à la maladie d’Alzheimer, en passant par un type de cancer du cerveau connu sous le nom de gliome.

L’étude est publiée dans Neurosciences naturelles.

Les neuroscientifiques se sont concentrés sur la jonction, ou synapse, reliant les neurones à une cellule non neuronale, connue sous le nom de cellules précurseurs des oligodendrocytes, ou OPC. Les OPC peuvent se différencier en oligodendrocytes, qui produisent une gaine autour des nerfs appelée myéline. La myéline est la gaine protectrice recouvrant l’axone de chaque cellule nerveuse, la partie filiforme d’une cellule qui transmet les signaux électriques entre les cellules.

L’étude a révélé que ces synapses jouent un rôle central dans la production de cette myéline.

“Il s’agit de la première enquête sur ces synapses dans des tissus vivants”, a déclaré l’auteur principal Kelly Monk, Ph.D., professeur et codirecteur du Vollum Institute à l’OHSU. “Cela permet de comprendre les propriétés fondamentales du fonctionnement de ces cellules dans le cadre d’un développement normal. À l’avenir, nous pourrions examiner comment elles fonctionnent différemment dans le contexte des patients atteints de SEP.”

Le fait que ces synapses existent a fait l’objet d’une découverte historique réalisée par des chercheurs de l’OHSU au Vollum, publiée dans la revue Nature en mai 2000. Jusque-là, on savait que les synapses du cerveau transportaient uniquement des neurotransmetteurs entre les neurones. La découverte d’une synapse entre les neurones et les OPC a donc été une révélation.

“Après deux décennies, nous ne savions toujours pas ce que faisaient ces synapses”, a déclaré Monk.

Les scientifiques ont résolu le problème en utilisant l’imagerie unicellulaire de tissus vivants chez le poisson zèbre, dont le corps transparent permet aux chercheurs de voir le fonctionnement interne de leur système nerveux central en temps réel. Grâce à de nouveaux outils puissants en imagerie, en pharmacologie et en édition génétique, les chercheurs ont pu utiliser les synapses neurones-OPC pour prédire le moment et l’emplacement de la formation de myéline.

Les résultats ne représentent probablement que la pointe de l’iceberg en termes de compréhension de l’importance de ces synapses, a déclaré l’auteur principal Jiaxing Li, Ph.D., chercheur postdoctoral au laboratoire de Monk.

Les cellules précurseurs des oligodendrocytes représentent environ 5 % de toutes les cellules du cerveau, ce qui signifie que les synapses qu’elles forment avec les neurones pourraient être pertinentes dans de nombreuses maladies, y compris la formation de tumeurs cancéreuses.

Li a noté que des études antérieures avaient suggéré un rôle pour les OPC dans une gamme de maladies neurodégénératives, notamment les troubles démyélinisants tels que la SEP, les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et même les troubles psychiatriques comme la schizophrénie.

En démontrant la fonction de base de la synapse entre les neurones et les OPC, Li a déclaré que l’étude pourrait conduire à de nouvelles méthodes de régulation de la fonction des OPC afin de modifier la progression de la maladie. Par exemple, ces synapses pourraient être la clé pour favoriser la remyélinisation dans des conditions telles que la SEP, où la myéline a été dégradée. Dans la SEP, cette dégradation peut ralentir ou bloquer les signaux électriques nécessaires à la vision, aux mouvements musculaires, aux sensations et à la réflexion.

“Il existe peut-être un moyen d’intervenir pour augmenter la gaine de myéline”, a-t-il déclaré.

Monk a déclaré que la découverte pourrait être directement pertinente pour le cancer.

“Dans le gliome, ces synapses sont détournées pour favoriser la progression tumorale”, a-t-elle déclaré. “Il pourrait être possible de moduler l’entrée synaptique impliquée dans la formation de tumeurs, tout en permettant une signalisation synaptique normale.”

Même si ces cellules précurseurs représentent environ 5 % de toutes les cellules du cerveau humain, seule une fraction forme des oligodendrocytes.

“Il devient clair que ces OPC ont d’autres fonctions que la formation d’oligodendrocytes”, a déclaré Monk. “D’un point de vue évolutif, cela n’a pas de sens d’avoir autant de ces cellules précurseurs dans votre cerveau si elles ne font rien.”

Leur connexion synaptique aux neurones joue donc probablement un rôle fondamental dans le cerveau et mérite d’être explorée à l’avenir, a-t-elle déclaré.

Outre Monk et Li, les co-auteurs incluent Tania Miramontes de l’OHSU et Tim Czopka, Ph.D., du Centre des sciences cliniques du cerveau de l’Université d’Édimbourg au Royaume-Uni.

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