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Posté par Adrien le Lundi 16/02/2015 à 12:00
S'amarrer au bon quai: un prérequis pour une livraison réussie de l'information neuronale
Le fonctionnement du cerveau requiert la formation et la stabilisation d'un réseau entre différents types de neurones via des connexions particulières, les synapses. Une fois arrivée à bon port, chaque terminaison nerveuse doit s'amarrer au bon endroit et de la bonne manière sur son neurone (Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de base du système nerveux. Le terme de « neurone » fut...) cible, sous peine d'engendrer des défauts de transmission de l'information et des troubles psychiatriques. Une étude réalisée par une équipe du Centre interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les...) en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une...) au Collège de France, en collaboration avec une équipe de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le...) des neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que...) cellulaires et intégratives à Strasbourg, a mis en évidence un nouveau « code d'amarrage (Le terme d'amarrage est utilisé dans deux domaines :) synaptique » contrôlant la formation de circuits neuronaux spécifiques. Cette étude est publiée dans la revue Cell Reports.


Figure: Des « codes d'amarrages synaptiques » dans le réseau olivo-cérébelleux. Une cellule de Purkinje (bleue) est contactée par des fibres parallèles issues de cellules granulaires du cervelet (roses) et par une fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) grimpante issue d'un neurone de l'olive inférieure (vert). Les fibres parallèles produisent la CBLN1 permettant leur amarrage spécifique aux quais GluR?2-BAI3 de la cellule de Purkinje, alors que les fibres grimpantes produisent C1QL1 et s'amarrent précisément sur les quais BAI3.
© S. Sigoillot

Le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité...) est constitué d'une très grande variété de neurones, différents les uns des autres par leur morphologie et leur physiologie. Pour que le transfert de l'information et son intégration par le cerveau aient lieu, les neurones communiquent via des contacts spécialisés, les synapses. Au cours du développement, un patron synaptique très précis est établi, chaque terminaison nerveuse devant faire deux choix cruciaux: le choix du port d'amarrage, le neurone cible, et le choix du quai d'amarrage sur cette cible. En conséquence, le cerveau mature contient une grande diversité de synapses du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de leur morphologie et de leur physiologie. Chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction,...), des défauts de synaptogenèse sont à l'origine de troubles neuro-développementaux tels que la schizophrénie ou l'autisme (Le terme autisme tend a désigner aujourd'hui un trouble affectant la personne dans trois domaines principaux:). Une meilleure connaissance des constituants moléculaires nécessaires à la formation et à la stabilisation de synapses particulières est donc essentielle à la compréhension du fonctionnement du cerveau dans des états normaux et pathologiques.

En étudiant le réseau olivo-cérébelleux chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de...), des chercheurs du CIRB, en collaboration avec des chercheurs de l'INCI, montrent l'importance d'une nouvelle voie de signalisation, constituée par le récepteur BAI3 et son ligand C1QL1, dans l'établissement d'une connectivité neuronale correcte au cours du développement. Le récepteur Brain Angiogenesis Inhibitor 3 (BAI3) est un récepteur d'adhésion couplé aux protéines G (RCPG) fortement exprimé dans le cerveau en développement. Des mutations dans le gène codant ce récepteur ont été associées à plusieurs troubles psychiatriques. Cette nouvelle étude montre pour la première fois que le récepteur BAI3 doit être présent dans les cellules de Purkinje du cervelet pour préparer les quais d'amarrage neuronaux des deux types de terminaisons nerveuses excitatrices que ces cellules reçoivent: les fibres parallèles et les fibres grimpantes. Par contre, le ligand de BAI3, la protéine C1Q-like1 (C1QL1) membre de la famille du complément C1Q, doit être libérée par la fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) grimpante, et uniquement par cette terminaison, afin que la connectivité du réseau soit établie normalement.

La molécule présynaptique C1QL1 et son récepteur postsynaptique BAI3 sont nécessaires à la connectivité d'un type de fibres excitatrices, les fibres grimpantes, sur les cellules de Purkinje, alors que la connectivité de l'autre type, les fibres parallèles, est connue pour dépendre d'une autre protéine présynaptique de la famille C1Q, la CBLN1, et de son récepteur postsynaptique GluR?2. Il existe donc un « code d'amarrage synaptique » spécifique de chaque type de terminaison nerveuse d'un neurone cible dans le cervelet. Ce code pourrait intervenir dans d'autres régions du cerveau au cours du développement, puisque les protéines d'adhésion BAI et les différentes protéines de la famille C1Q du complément y sont présentes en combinaisons différentes selon les populations neuronales. Ces découvertes expliquent le lien potentiel entre les récepteurs BAI et les troubles psychiatriques. Les RCPG sont la cible de plus de la moitié des médicaments existants sur le marché, les récepteurs BAI pourraient donc être de nouvelles cibles thérapeutiques.

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Source: CNRS-INSB
 
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