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Posté par Isabelle le Vendredi 03/02/2017 à 12:00
Déchiffrer l'émergence de la diversité neuronale

Les interneurones inhibiteurs exprimant une molecule fluorescente (en vert) sont distribués dans le cortex cérébral. Ces cellules ont pu être isolées individuellement et le séquençage par cellule unique a révélé des gènes spécifiquement exprimés (en blanc) dans des sous-classes d'interneurones. © Copyright Dayerlab UNIGE.
Les interneurones inhibiteurs exprimant une molecule fluorescente (en vert) sont distribués dans le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) cérébral. Ces cellules ont pu être isolées individuellement et le séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une...) par cellule unique a révélé des gènes spécifiquement exprimés (en blanc) dans des sous-classes d'interneurones. © Copyright Dayerlab UNIGE. Le développement du cortex cérébral joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert...) un rôle central dans l'évolution des espèces, en particulier 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...). C'est pourquoi les scientifiques étudient sa microstructure le plus précisément possible. Des neuroscientifiques de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis,...) de Genève (UNIGE) ont analysé la diversité des neurones de cortex, plus précisément les interneurones inhibiteurs, lors de la période de développement qui entoure la naissance. Ils ont ainsi découvert l'émergence de trois sous-groupes principaux d'interneurones en décodant l'expression de gènes propre à chacune des cellules, ainsi que leur localisation précise et parfois inattendue dans le cortex. Ces résultats, à lire dans la revue Nature communications, ouvrent la voie à une compréhension plus précise des mécanismes cellulaires à la base de maladies neuro-développementales, tels que l'autisme (Le terme autisme tend a désigner aujourd'hui un trouble affectant la personne dans trois domaines principaux:) et la schizophrénie (Le terme de schizophrénie regroupe de manière générique un ensemble d'affections psychiatriques présentant un noyau commun, mais dites différentes quant à leur présentation et leur évolution. On...). Ils permettront en effet aux chercheurs de découvrir comment des perturbations génétiques interviennent lors de l'émergence de sous-types neuronaux, afin d'y agir directement.

Notre cortex cérébral est constitué de deux types principaux de neurones: les excitateurs (80%), responsables de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) cérébrale, et les inhibiteurs (20%), chefs d'orchestre qui dirigent l'activité des excitateurs. La richesse du fonctionnement de notre 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...) dépend dès lors de cette diversité neuronale, constituée de nombreux sous-groupes de neurones excitateurs et inhibiteurs. L'équipe d'Alexandre Dayer, professeur aux Départements de psychiatrie (La psychiatrie est une spécialité médicale traitant de la maladie mentale ou des maladies mentales. L'étymologie du mot psychiatrie provient du...) et des neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.) fondamentales de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps...) de l'UNIGE, s'est intéressée aux neurones inhibiteurs lors de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) périnatale, soit juste avant et juste après la naissance. En effet, chez l'adulte, plus d'une vingtaine de sous-types de ces neurones sont répertoriés. Mais quand apparaissent-ils ? Quand se différencient-ils les uns des autres ?

"Pour découvrir cela, nous avons rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant à la fois...) les neurones inhibiteurs phosphorescents chez des 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...). Nous avons ensuite choisi trois âges d'étude: juste avant la naissance de la souris, à deux jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale)...) et à cinq jours. A l'aide de la technique dite de cytométrie de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les domaines...), nous avons isolé les neurones qui nous intéressaient, puis nous avons étudié l'expression génique de chacune de ces cellules sélectionnées", explique Alexandre Dayer. En effet, la diversité moléculaire commence aujourd'hui à être disséquée grâce à des outils permettant l'analyse génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du génome, et non plus limitée...) d'une cellule unique.

Séquencer toutes ces cellules uniques a permis aux scientifiques d'identifier trois groupes de neurones, plus précisément dans les jours qui suivent la naissance. Ils ont aussi découvert que la localisation de ces trois sous-types d'interneurones inhibiteurs varie en fonction de leur identité génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.). "Ce qui est surprenant, c'est que l'un des groupes identifiés se situe dans la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...) blanche, et non dans la matière grise, comme c'est le cas habituellement", ajoute le professeur Dayer. En effet, la matière blanche contient les nombreuses fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) qui permettent de transmettre les informations de l'activité neuronale qui, elle, prend naissance dans la matière grise. Reste à savoir encore, pour les neuroscientifiques de l'UNIGE, quel rôle joue ce groupe neuronal à cet emplacement et quand est-ce que les autres sous-types de neurones inhibiteurs apparaissent dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.).

Une nouvelle base de données

Les analyses détaillées de l'expression génique de chaque cellule appartenant à ces trois groupes d'interneurones inhibiteurs sont mises à disposition de la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) sur un site internet (Internet est le réseau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variés comme le courrier électronique, la messagerie instantanée et le World Wide Web, en utilisant le...). En effet, ces recherches sont importantes dans l'étude de maladies neuro-développementales, car les interneurones corticaux sont une cible privilégiée dans les maladies psychiatriques telles que l'autisme et la schizophrénie. "Grâce au séquençage de cellules uniques, nous avons pu cartographier l'expression de gènes pour chaque cellule à un temps donné pendant le développement normal. Dorénavant, nous allons pouvoir comparer les cellules perturbées par une maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) lors du développement embryonnaire à cet atlas de référence", explique Alexandre Dayer. Les catégories de neurones étudiées par les chercheurs de l'UNIGE jouent donc un rôle-clé dans le développement de ces troubles. Il s'agira (Agira est une commune italienne de la province d'Enna dans la région Sicile en Italie.) à présent de trouver à quel stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) de développement apparaît la perturbation génétique, puis de mettre au point (Graphie) des thérapies qui cibleront directement les cellules concernées à des temps développementaux précis. C'est dans cette direction que les futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) travaux de l'équipe du professeur Dayer s'orientent, dans le cadre du Pôle de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) national Synapsy.

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Source: UNIGE - Université de Genève