La recherche chez la souris identifie les neurones qui contrôlent la locomotion

“Nous espérons que nos découvertes ouvriront de nouvelles voies pour comprendre comment des comportements complexes comme la locomotion se produisent et nous donneront un nouvel aperçu des mécanismes et des principes biologiques qui contrôlent ce comportement essentiel”, déclare l’auteur principal de l’article, George Mentis, professeur agrégé de pathologie. et biologie cellulaire au Département de neurologie de l’Université de Columbia. “Il est également possible que nos découvertes conduisent à de nouvelles idées de voies thérapeutiques, qu’elles impliquent des traitements pour les lésions de la moelle épinière ou les maladies neurodégénératives qui affectent le mouvement et le contrôle moteur.”

Les VSCT ont été découverts dans les années 1940, mais les chercheurs ont longtemps cru que leur fonction principale était de relayer les messages sur l’activité neuronale de la moelle épinière au cervelet. La nouvelle étude rapporte qu’au lieu de cela, ils contrôlent le comportement locomoteur à la fois pendant le développement et à l’âge adulte.

“Ces résultats ont été une énorme surprise”, déclare Mentis. “L’une des principales découvertes de notre étude était qu’en dehors de leur connexion au cervelet, ces neurones établissent des connexions avec d’autres neurones spinaux qui sont également impliqués dans le comportement locomoteur via leurs axones collatéraux.”

La recherche a impliqué plusieurs nouvelles approches expérimentales. Une partie de la recherche a utilisé l’optogénétique, utilisant la lumière LED pour réguler certaines protéines qui étaient exprimées sélectivement dans les VSCT pour activer ou supprimer l’activité neuronale. Une autre série d’expériences a utilisé la chimiogénétique, un processus par lequel un composé chimique est utilisé pour activer ou supprimer des ligands synthétiques exprimés artificiellement dans ces neurones, en contrôlant leur activité.

Tirant parti de la capacité des moelles épinières intactes de souris nouveau-nées à fonctionner dans une boîte, les chercheurs ont montré que l’activation des VSCT par la lumière induisait un comportement locomoteur. Lorsque l’activité VSCT a été supprimée par la lumière ou par des médicaments, le comportement locomoteur en cours a été interrompu. À l’âge adulte, les souris se déplaçant librement ont cessé de bouger lorsque l’activité de VSCT a été supprimée par l’injection d’un médicament inhibiteur. Le comportement locomoteur a également été testé par la capacité des souris à nager. Les souris étaient incapables de nager et flottaient simplement dans l’eau lorsque les VSCT étaient réduits au silence. Dans tous ces modèles et expériences, les chercheurs ont démontré que les VSCT seuls étaient à la fois nécessaires et suffisants pour contrôler l’activité locomotrice – les activer suffisait à induire l’activité tandis que les supprimer suffisait à l’arrêter.

Mentis reconnaît qu’il existe des limites à la conduite de ce type de recherche sur des souris, notamment le fait que si les humains sont bipèdes, les souris sont quadrupèdes ; ainsi, leur locomotion pourrait être réglée d’une manière différente. Mais il note que d’autres recherches sur les maladies et les processus neurodégénératifs chez la souris ont conduit à des essais cliniques chez des patients humains, ce qui suggère que ces découvertes sont également susceptibles d’être applicables.

Pour leurs prochaines étapes, l’équipe prévoit d’identifier et de cartographier précisément les circuits neuronaux que les VSCT établissent avec les motoneurones et d’autres neurones spinaux. Ils aimeraient également identifier des marqueurs génétiques sélectionnés et découvrir des sous-populations potentielles de VSCT et explorer leur rôle dans différents modes de locomotion. Enfin, ils prévoient d’explorer comment la fonction des VSCT est altérée dans le contexte de la pathologie et des maladies neurodégénératives.

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Presse cellulaire. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.