CERVEAU : Les interneurones, ces papillons de l’âme
Ces travaux d’une équipe de Harvard éclairent les origines développementales des interneurones. Ces « papillons de l’âme » (Butterflies of the soul), comme les nomment les chercheurs, dans leur communiqué qui relient des neurones individuels ensemble dans des réseaux complexes font en effet, très probablement, toute la différence entre un cerveau humain et un cerveau de n'importe quelle autre espèce.
Connus sous le nom d'interneurones, ces cellules jouent un rôle essentiel dans la transmission de l'information entre les neurones sensoriels et moteurs et, le dysfonctionnement de ces cellules entraîne des maladies telles que la schizophrénie, l'autisme ou des déficits intellectuels. Cependant, si la recherche se penche maintenant depuis plus d’un siècle sur ces interneurones, on ne sait toujours pas expliquer leur diversité et on connait mal les fonctions spécifiques des différents sous-types. Les scientifiques de la Harvard Medical School, du New York Genome Center, de l'Université de New York, du Broad Institute du MIT décrivent ici, pour la première fois comment les interneurones « émergent » et se diversifient dans le cerveau.
En utilisant une technologie d'analyse unicellulaire, qui permet de suivre le comportement d’une cellule à la fois, l'équipe a pu suivre la trajectoire des interneurones, de leur tout premier état précurseur à leur forme la plus mature chez la souris. De plus, l’équipe est parvenue à identifier les principales voies génétiques qui déterminent leur devenir ainsi que les stades auxquels les différents gènes sont exprimés ou pas. Toutes ces données vont permettre d’avancer sur la compréhension des fonctions de l'interneurone et de développer de nouvelles stratégies de traitement pour les troubles associés à leur dysfonction, expliquent les chercheurs : « Nous savons depuis plus de 100 ans que ces cellules morphologiquement différentes et intéressantes existent dans le cerveau, mais leurs rôles individuels spécifiques dans la fonction cérébrale restent mal connus », commente le professeur Gordon Fishell, professeur de neurobiologie Broad Institute.
Une feuille de route pour comprendre comment et quand des sous-types d'interneurones distincts se développent es ainsi apportée par ces travaux, qui fournissent une base d’étude des propriétés de l'interneurone au fur et à mesure de son développement et des dysfonctionnements possibles. À l'aide d’une technique de séquençage monocellulaire (Drop-seq), l'équipe est en effet parvenue à profiler l'expression génique dans des milliers de cellules individuelles à différents moments de leur développement. Les chercheurs ont ainsi pu faire une série de constats majeurs :
- l'état précurseur de tous les interneurones présente des profils d'expression génique similaires, même lorsque ces interneurones proviennent de 3 zones cérébrales distinctes et donnent naissance à 14 sous-types d'interneurones ou plus ;
- en revanche, les interneurones matures présentent une incroyable diversité, leur morphologie et leurs modèles de connectivité et d'activité sont différents les uns des autres ;
- les interneurones partagent ainsi une trajectoire de développement commune au tout début de leur développement, mais une poignée de gènes les fait « diverger » ensuite ;
- 4 classes d'interneurones donnent lieu à des destins distincts et les chercheurs identifient les gènes individuels liés à ces diversifications ; Par exemple, ils montrent que le gène Mef2c, dont les mutations sont liées à la maladie d'Alzheimer, la schizophrénie et à certains troubles neurodéveloppementaux chez les humains est un marqueur embryonnaire précoce pour un sous-type d'interneurone spécifique connu sous le nom de « neurones Pvalb ». Si les chercheurs suppriment Mef2c dans des modèles animaux, les neurones de Pvalb ne peuvent plus se développer.
- L'identification de ces gènes et de leur activité apporte des cibles spécifiques associées aux fonctions/dysfonctions précises des interneurones.
On retiendra que l’association de certains de ces gènes avec les maladies neuropsychiatriques va permettre une meilleure compréhension de ces troubles et le développement de stratégies thérapeutiques pour les traiter : « Les maladies neuropsychiatriques reflètent probablement le dysfonctionnement de types de cellules très spécifiques, qu’il devient maintenant possible d’étudier puis de cibler »
Source: Nature 05 March 2018 doi:10.1038/nature25999 Developmental diversification of cortical inhibitory interneurons (Schéma NIH)
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Cette actualité a été publiée le 4/04/2018 par
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