Comment la microglie est incitée à changer d’état pour s’adapter à différentes zones du cerveau


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  • Des actions quotidiennes comme marcher et parler aux exploits d’excellence sportive ou académique, le cerveau acquiert et traite constamment des informations pour produire ces comportements incroyables. Le processus nécessite tout un orchestre de cellules qui s’écoutent et règlent leurs fonctions pour s’harmoniser. L’une des questions les plus fondamentales en neurosciences est de savoir comment les cellules du cerveau bougent, interagissent et se coordonnent pour produire ces activités.

    Dans le cerveau, cette symphonie cellulaire comprend non seulement des neurones, mais aussi des cellules qui jouent normalement un rôle dans la défense de l’organisme contre les agents pathogènes. Un groupe est constitué de minuscules cellules immunitaires appelées microglies, dont les chercheurs apprennent de plus en plus qu’elles jouent des rôles surdimensionnés dans le fonctionnement, la santé et la maladie du cerveau. Les cellules suscitent également une attention accrue pour leur rôle dans l’assemblage et le maintien des circuits neuronaux, et la façon dont elles sont capables de modifier leur identité moléculaire pour correspondre à leur environnement. Pour les neuroscientifiques, le mystère a longtemps été de savoir comment ils procédaient à ce changement.

    Dans un nouveau rapport en La nature, une équipe de chercheurs du laboratoire de la professeure de la famille Golub en cellules souches et biologie régénérative Paola Arlotta et du Stanley Center for Psychiatric Research du Broad Institute du MIT et de Harvard se rapprochent de la réponse à cette question. L’article, publié mercredi, montre que les cellules de la microglie « écoutent » les neurones voisins et modifient leur état moléculaire pour s’adapter à eux.

    « Lorsqu’elles ont été découvertes pour la première fois, les microglies étaient supposées être de simples charognards, nettoyant les débris cellulaires et aidant à combattre les agents pathogènes », a déclaré Jeffery Stogsdill, qui a dirigé l’étude en tant que chercheur postdoctoral au laboratoire Arlotta. « Nous savons maintenant que la microglie peut interagir avec les neurones de manière très sophistiquée, ce qui peut affecter la fonction des neurones. »

    Cette découverte pourrait un jour ouvrir la porte à des pistes de recherche capables de cibler les communications entre la microglie et leurs partenaires neuronaux avec une précision extrême (des troubles comme l’autisme et la schizophrénie surviennent lorsque ces communications entre les cellules tournent mal).

    « Vous n’auriez plus à traiter, par exemple, la microglie comme un type de cellule de couverture lorsque vous essayez d’affecter le cerveau », poursuit Stogsdill. « Nous pouvons cibler des états très spécifiques, ou nous pouvons cibler des sous-types de neurones très spécifiques avec la capacité de modifier des états spécifiques de la microglie. Cela nous permet d’avoir une granularité de haut niveau. »

    L’étude fournit un aperçu unique de la façon dont différents types de cellules fonctionnent ensemble en harmonie.

    « Ce que nous découvrons ici, ce sont les règles selon lesquelles différents types de cellules du cerveau se parlent et s’influencent pour finalement pouvoir faire plus ensemble », a déclaré l’auteur principal Arlotta, membre de l’institut du Broad.

    Dans l’article, les scientifiques décrivent comment les neurones entraînent la microglie à travailler avec eux lors de leur première rencontre, au début de la vie du cerveau. Le groupe a découvert que lors de la formation du cortex cérébral – une partie du cerveau responsable de la fonction motrice qualifiée, de la perception sensorielle et de la cognition – différents types de neurones influencent le nombre et l’état moléculaire de la microglie voisine à leur manière.

    « Ces différents types de neurones corticaux recrutent différents nombres de microglies », a déclaré Stogsdill. « Ils modèlent ensuite ces microglies pour leur dire exactement de quel type elles doivent être. »

    Le cortex cérébral est organisé en couches avec différents types de neurones résidant dans chacune. Les chercheurs ont utilisé des méthodes de profilage génétique pour examiner la microglie dans les différentes couches et ont découvert que la microglie variait en nombre et en état moléculaire en fonction de la couche où elle se trouvait. L’équipe a ensuite modifié la composition des types de neurones dans ces couches et découvert qu’ils pouvaient influencer la distribution des différents états microgliaux. La microglie correspondait aux types de neurones dans les nouveaux emplacements, confirmant que les neurones les influençaient.

    L’équipe de recherche a ensuite construit un atlas moléculaire qui décrit la communication entre les neurones et la microglie. L’équipe a analysé leurs données de profilage pour trouver des paires de protéines en interaction exprimées par les différents états microgliaux et leurs partenaires neuronaux. Un tel atlas moléculaire pourrait permettre de futures recherches sur les rôles fonctionnels de ces interactions et les cibles possibles d’une intervention thérapeutique. Ils prévoient de commencer par expliquer exactement quelles sont les différences et les distinctions fonctionnelles entre la microglie dans les différentes couches.

    « Nous savons que la microglie peut affecter la fonction du circuit neuronal, et maintenant nous savons que les neurones peuvent recruter des types spécifiques de microglie dans leur voisinage », a déclaré Arlotta. « C’est une idée fascinante que les neurones puissent remodeler leur environnement pour aider à affiner leur propre fonction de circuit. »

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université de Harvard. Original écrit par Juan Siliezar. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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