Des facteurs génétiques contribuent au strabisme

Une étude suggère que des facteurs génétiques contribuent à la maladie du strabisme. Les chercheurs ont utilisé le poisson-zèbre pour montrer un gène candidat responsable du processus.


Une larve de poisson zèbre exprimant une protéine fluorescente verte dans les neurones moteurs abducens et une protéine fluorescente rouge dans le muscle oculaire (magenta) - Crédit : Kazuhide Asakawa
Une larve de poisson zèbre exprimant une protéine fluorescente verte dans les neurones moteurs abducens et une protéine fluorescente rouge dans le muscle oculaire (magenta) - Crédit : Kazuhide Asakawa

Environ 2 à 3 % des enfants souffrent d’une maladie appelée strabisme. On pense que la majorité des cas impliquent des facteurs à la fois génétiques et environnementaux. Il est très important de connaître les causes génétiques du strabisme, car cela aiderait à estimer le risque de développer la maladie et à augmenter les chances d’initier un traitement précoce pour prévenir les mouvements oculaires altérés.1

La difficulté de connaitre les causes génétiques du strabisme

Un obstacle majeur à la découverte des causes génétiques du strabisme a été la limitation physique de l’observation des connexions entre les muscles du cerveau et des yeux. Celles-ci sont formées par de longs câbles appelés axones qui s’étendent des cellules cérébrales au plus profond de la tête à un stade de développement très précoce. Par conséquent, il est difficile d’observer l’architecture fine des connexions entre le cerveau et l’oeil au niveau cellulaire et d’analyser comment elles pourraient être affectées par des mutations génétiques.

Une larve de poisson zèbre exprimant une protéine fluorescente verte dans les neurones moteurs abducens et une protéine fluorescente rouge dans le muscle oculaire (magenta) - Crédit : Kazuhide Asakawa

Une larve de poisson zèbre exprimant une protéine fluorescente verte dans les neurones moteurs abducens et une protéine fluorescente rouge dans le muscle oculaire (magenta) – Crédit : Kazuhide Asakawa

Pour surmonter cette difficulté, des chercheurs de l’Institut national de génétique du Japon ont choisi le poisson-zèbre comme modèle expérimental. Les larves de poisson-zèbre sont presque transparentes pendant leur développement et les chercheurs espéraient qu’elles pourraient rendre visibles les connexions musculaires cerveau-oeil en utilisant le génie génétique. En utilisant leurs propres techniques originales, l’équipe a pu créer un poisson-zèbre dans lequel on pouvait voir, via une lumière fluorescente, le groupe spécifique de cellules cérébrales qui envoient des signaux pour les mouvements oculaires extérieurs, appelés neurones moteurs abducens, ainsi que les muscles oculaires.

L’utilisation du poisson-zèbre comme modèle expérimental

Ce poisson-zèbre spécial a largement contribué à faire progresser l’équipe dans la découverte du mécanisme génétique du strabisme. L’équipe a démontré que les neurones moteurs des abducens se développaient de manière anormale lorsque le gène appelé protocadherin 17 (pcdh17) était muté. Ce gène code pour la production de la protéine Pcdh17 qui est située à la surface cellulaire des neurones moteurs abducens. Quand une protéine anormale Pcdh17 est produite à partir du gène pcdh17 manipulé et située à la surface de la cellule, les neurones ne se sont pas positionnés correctement dans le cerveau et les axones étendus n’ont pas réussi à atteindre le muscle cible.

Dans de nombreux cas, ces neurones désactivés se sont regroupés pour former des agrégats cellulaires étroitement compactés. Ces résultats suggèrent qu’un neurone moteur abducens utilise des forces répulsives pour se positionner correctement dans le cerveau et étendre son axone correctement au muscle cible et que ces forces sont médiées par les molécules de protéine Pcdh17 à sa surface interagissant avec lui-même ou d’autres neurones.

Le gène protocadherin 17

Dr Asakawa, qui a dirigé ce projet de recherche, a déclaré : Pcdh17 crée une force répulsive modérée entre les neurones moteurs abducens, leur permettant probablement de se comporter comme un fluide formant un flux et pénétrant dans le muscle. Sans eux, les neurones deviennent gelés comme de la glace. Étant donné que la protéine Pcdh17 est également présente chez l’homme, elle est susceptible de jouer un rôle similaire dans notre corps pour le développement d’un mouvement normal des yeux.

Les forces répulsives médiées par les protocadhérines favorisent la migration cellulaire et l'axone de nos neurones moteurs abducens (à gauche). La perte des forces rupulsives conduit à un phénotype agglomérant (à droite) - Crédit : Kazuhide Asakawa

Les forces répulsives médiées par les protocadhérines favorisent la migration cellulaire et l’axone de nos neurones moteurs abducens (à gauche). La perte des forces rupulsives conduit à un phénotype agglomérant (à droite) – Crédit : Kazuhide Asakawa

De plus, étant donné que de nombreux types de neurones cérébraux reliés aux muscles de la tête sont recouverts de différents types de protéines similaires à Pcdh17 sur leur surface cellulaire, des mutations génétiques pourraient accroître le risque de développer d’autres troubles congénitaux des mouvements craniofaciaux.

Selon Asakawa : Comparées aux connexions entre la moelle épinière et les muscles squelettiques qui génèrent les mouvements de notre corps, les connexions musculaires cérébrales et oculaires présentent des caractéristiques spéciales qui les rendent sélectivement résistantes à la dégénérescence des neurones moteurs mortels tels que la Sclérose latérale amyotrophique (SLA). Nous pensons que le lien visuel et génétiquement manipulable entre les muscles du cerveau et les yeux peut également révéler un moyen de protéger les neurones moteurs contre la dégénérescence de la SLA.

Sources

1.
Cell Reports. Cell Reports. 10.1016/j.celrep.2018.07.024″ target=”_blank” rel=”noopener noreferrer”>http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2018.07.024. Published August 7, 2018. Accessed August 7, 2018.
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Houssen Moshinaly

Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009 et vulgarisateur scientifique.

Je m'intéresse à tous les sujets scientifiques allant de l'Archéologie à la Zoologie. Je ne suis pas un expert, mais j'essaie d'apporter mes avis éclairés sur de nombreux sujets scientifiques.

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