La recherche pourrait conduire à un traitement des effets secondaires courants du COVID

Des chercheurs de la SMU (Southern Methodist University) ont déterminé qu’un gène lié au toucher peut être au clair de lune en tant que gène olfactif. C’est la conclusion tirée de l’étude d’un très petit ver transparent qui partage de nombreuses similitudes avec le système nerveux humain.

“Ce gène a déjà été identifié comme une cible thérapeutique potentielle pour la douleur chronique. Maintenant que nous savons que le gène est également impliqué dans l’olfaction, il pourrait présenter une opportunité pour traiter ou comprendre les défauts olfactifs, tels que la mystérieuse perte d’odorat que de nombreux COVID -19 patients ont signalé “, a déclaré Adam D. Norris de SMU, co-auteur d’une étude publiée dans la revue Recherche sur les acides nucléiques.

Norris est professeur adjoint Floyd B. James au Département des sciences biologiques de la SMU. Il a travaillé avec les étudiants diplômés de la SMU Xiaoyu Liang et Canyon Calovich-Benne, qui sont les principaux auteurs de l’étude. Tous deux étudient pour obtenir un doctorat. en sciences biologiques.

Le toucher est l’un des sens les plus importants du corps humain, mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas, dit Norris.

Les scientifiques savent que lorsque nous touchons quelque chose, notre système nerveux capte l’apport mécanique qu’il reçoit des récepteurs tactiles de notre peau et le convertit en signaux électriques vers le cerveau. C’est ce qu’on appelle la mécanosensation et c’est ce qui permet au cerveau de nous dire une variété de choses sur ce toucher, comme si l’objet que nous avons touché était chaud ou froid ou – dans le cas des épines d’une rose – pointu.

Mais la mécanique exacte de “ce qui se passe sous le capot” lors de cette réponse électrique au toucher est mal comprise, car le système nerveux humain est si complexe.

Que peuvent nous dire les vers sur les sens humains ?

Les scientifiques étudient fréquemment le système nerveux du ver Caenorhabditis elegans car c’est une espèce beaucoup plus simple. Ce ver a 302 cellules nerveuses dans son système nerveux par rapport aux milliards de cellules nerveuses présentes dans le cerveau humain, mais bon nombre des gènes qui créent ces neurones dans C. elegans ont des équivalents fonctionnels chez l’homme.

L’équipe de recherche de SMU a commencé avec des connaissances établies – qu’un gène appelé mec-2 était crucial pour activer les neurones tactiles chez C. elegans. Ce que l’équipe de recherche de SMU a découvert, cependant, c’est que l’activation du toucher n’est pas son seul rôle.

“En plus d’activer et de désactiver les gènes, une autre façon de contrôler la fonction d’un neurone consiste à générer différentes versions (mais fonctionnellement similaires) d’un seul gène appelé isoformes. Nous avons recherché différents neurones contenant différentes isoformes de gènes importants”, a déclaré Norris. . “Cela nous a conduit à la découverte fondamentale décrite dans cet article, à savoir que différentes isoformes d’un même gène (mec-2) fonctionnent pour permettre à la fois la mécanosensation et l’olfaction.”

Plus précisément, ils ont appris que l’isoforme mec-2 responsable de la mécanosensation nécessite l’activation de l’activité d’un gène appelé mec-8, a expliqué Norris. Les neurones ont la capacité d’exprimer plusieurs gènes à l’intérieur d’eux. Ceux qui expriment le gène mec-8 produisent à la place l’isoforme olfactive de mec-2.

“Mec-8 s’assure que mec-2 est fabriqué dans l’isoforme mécanosensorielle”, a-t-il déclaré.

Sans lui, les gènes mec-2 produisent à la place des isoformes nécessaires à l’odorat dans C. elegansles chercheurs de la SMU ont découvert l’utilisation de techniques de pointe appelées “séquençage unicellulaire profond”.

“Le séquençage unicellulaire permet aux chercheurs d’examiner tous les gènes activés dans une seule cellule. Le séquençage unicellulaire profond leur permet de voir l’intégralité de chaque gène, plutôt qu’un petit fragment de l’extrémité du gène”, a expliqué Norris. . “Ensemble, le séquençage profond d’une seule cellule révèle tous les gènes et toutes les isoformes de ces gènes exprimés dans une seule cellule.

“Notre utilisation de cette technologie nous a permis de déterminer des isoformes dans des neurones sensoriels uniques avec une sensibilité sans précédent, menant directement à ces découvertes”, a-t-il déclaré.

Cela pourrait-il conduire à un médicament thérapeutique pour traiter la perte d’odorat?

Maintenant qu’ils connaissent le rôle de mec-2 dans l’odorat, la prochaine étape de Norris Lab consiste à déterminer si un gène humain appelé stomatine peut faire la même chose.

Le gène mec-2 se trouve chez les vers, pas chez les humains. Mais la stomatine est un gène produit par l’homme et il a été prouvé qu’il est très similaire à mec-2 en ce qui concerne la sensation tactile chez l’homme.

Si cela s’avère également vrai pour l’odorat, Norris a déclaré que des méthodes similaires actuellement à l’étude pour traiter la douleur chronique pourraient également être utilisées pour traiter la perte d’odorat chez les personnes qui ont eu le COVID-19.

Les médicaments thérapeutiques fonctionnent en identifiant une cible moléculaire qui joue un rôle dans un effet biologique négatif. Une fois cette cible identifiée, l’étape suivante consiste à trouver une clé chimique qui peut se lier à la cible et modifier son comportement, afin qu’elle ne crée pas son effet négatif habituel. Un médicament thérapeutique peut alors être créé à l’aide de cette clé chimique. Dans le cas de la recherche de l’équipe Norris, les scientifiques veulent voir s’ils peuvent potentiellement modifier le mec-2 dans les vers – et éventuellement éventuellement la stomatine chez l’homme – afin qu’ils puissent activer ou désactiver certains sens.

“L’idée dans les essais précliniques est de réduire la sensibilité des neurones mécanosensoriels sans gommer les canaux sensoriels eux-mêmes en modulant plutôt l’activité de mec-2 pour soulager la douleur chronique”, a déclaré Norris. “Ce faisant, peut-être que mec-2 peut être utilisé comme un” thermostat sensoriel “pour augmenter ou diminuer l’activité sensorielle.”

Norris a souligné, cependant, que cette théorie a besoin de plus de recherche.

“Jusqu’à présent, des expériences ont été menées dans C. elegans et des souris qui s’accordent les unes avec les autres. Il est naturel d’émettre l’hypothèse que des résultats similaires se produiront chez l’homme”, a-t-il déclaré. “Mais cela doit être prouvé.”