Les fluctuations du zinc lors de la formation du cortex cérébral

Malgré l'implication de certains métaux dans de nombreuses maladies et fonctions vitales, en particulier dans le cerveau, de nombreuses questions restent en suspens sur leur homéostasie cellulaire: leur maintien aux bons taux dans les cellules. Des chercheurs du Laboratoire de chimie et biologie des métaux (CNRS/Université Grenoble Alpes/CEA), de l'Inserm et de l'IBENS viennent de décrire l'évolution du taux cérébral de zinc lors de la formation du cortex des souris. Ces travaux, publiés dans la revue Molecular Neurobiology, et les techniques associées ouvrent la voie à une meilleure compréhension du rôle du zinc dans la formation du cerveau.

Présent dans toutes les cellules, le zinc se retrouve en particulier dans le cerveau où il s'accumule dans certaines vésicules synaptiques. Il est principalement fixé à des protéines, mais peut être libéré à l'intérieur de la cellule. Ces fluctuations du taux de zinc libre signalent différentes informations aux cellules, comme des stress physiopathologiques tels que le manque d'oxygène. Les troubles dépressifs et de nombreuses maladies neurodégénératives, comme celles de Parkinson et d'Alzheimer, sont accompagnés d'une dérégulation de la teneur en zinc dans le cerveau, sans que l'on sache encore s'il s'agit d'une cause ou d'une conséquence. Ce métal joue également un rôle lors de la formation du cortex chez les embryons. Des chercheurs du Laboratoire de chimie et biologie des métaux (LCBM, CNRS/Université Grenoble Alpes/CEA), de l'équipe Rayonnement synchrotron et recherche biomédicale (RSRM, Inserm/ESRF) et de l'Institut de biologie de l'École normale supérieure (IBENS, CNRS/ENS Paris/INSERM) ont décrit et cartographié la capture et le stockage du zinc par les cellules corticales lors de la gestation des souris.

Leur approche mélange l'imagerie médicale et la transcriptomique à haut débit, une technique qui révèle l'expression des ARN messagers: des copies de portions d'ADN servant à commander la synthèse des protéines. Chez la souris, le cortex cérébral se met en place entre les 11e et 17e jours de gestation. Ces travaux ont montré que cette phase s'accompagne d'une diminution de la teneur en zinc dans les cellules du cerveau, associée à une importante régulation de l'expression des gènes liés au transport et au stockage intracellulaire de ce même métal. Les outils développés par les scientifiques pourront à terme offrir une meilleure compréhension de l'homéostasie des métaux dans le cerveau humain.

Référence

Hasna J, Bohic S, Lemoine S, Blugeon C, Bouron A.
Zinc uptake and storage during the formation of the cerebral cortex in mice.
Molecular Neurobiology - Avril 2019
DOI: 10.1007/s12035-019-1581-7