Le GPS des neurones mieux compris
Publié par Isabelle le 05/05/2019 à 14:00
Source: Université de Montréal
Nos nerfs sont formés de petits câbles par lesquels circulent une diversité d'informations, comme celles nous permettant de bouger. Ces câbles sont en fait des cellules appelées neurones qui possèdent de longues extensions, les axones.


L'équipe de Frédéric Charron a récemment mis en lumière un mécanisme qui guide nos neurones afin de construire les délicats circuits du système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il...). Crédit: Getty

L'équipe de Frédéric Charron, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent d'importantes...) à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherches cliniques de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires...) (IRCM) et professeur de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire...) moléculaire à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Montréal, a récemment mis en lumière un mécanisme qui guide nos neurones afin de construire les délicats circuits du système nerveux. La découverte de ce groupe de chercheurs, tous issus de l'IRCM, est parue dans la prestigieuse revue Neuron. Ces travaux pourraient un jour (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...) contribuer à la mise au point (Graphie) de traitements pour les personnes atteintes d'une lésion à la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux central prolongeant en dessous la medulla oblongata, ou bulbe rachidien, du tronc...) ou d'une maladie génétique (Les maladies génétiques sont des maladies dues à une ou plusieurs anomalies sur un ou plusieurs chromosomes qui sont transmises à la...) affectant leur motricité.

Le Petit Poucet des neurones

Chez l'être humain, le système nerveux se développe pendant la quasi-totalité de la grossesse (La grossesse est le processus physiologique au cours duquel la progéniture vivante d'une femme se développe dans son corps, depuis la conception jusqu'à ce qu'elle puisse survivre hors du corps de la mère....), soit en une trentaine de semaines. Cette opération de longue haleine (L'haleine est l'air qui est chassé des poumons d'un sujet au moment de l'expiration, et qui s'exhale par la bouche.) est cruciale.

"La façon dont chaque neurone (Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de base du système nerveux. Le terme de « neurone » fut introduit dans le vocabulaire médical...) est guidé vers sa cible est critique, puisque nos cinq sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution...) et nos fonctions motrices reposent sur ce réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit...) et son organisation (Une organisation est), explique Frédéric Charron, qui est directeur de l'unité de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) en biologie moléculaire du développement neuronal de l'IRCM. Une mauvaise connexion peut entraîner des troubles cognitifs, moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) ou sensitifs."

Pour croître correctement et se connecter aux bonnes cibles, le neurone peut compter sur des "signaux" qui l'orientent vers le bon chemin, tel un GPS. Le groupe du Dr Charron s'intéresse plus particulièrement à l'un d'eux: Sonic hedgehog (Hedgehog est une protéine qui fut découverte en 1995 dans la drosophile. Elle est impliquée dans le développement embryonnaire, et joue un rôle important dans la mise en place du plan...) (Shh).

Tel un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne des propriétés particulières comme d'exercer une...), Shh attire le prolongement du neurone, l'axone (Un axone ou fibre nerveuse est le prolongement long, mince et cylindrique d'un neurone qui conduit les impulsions électriques en dehors du corps cellulaire. Les axones sont effectivement les...), en se liant (Un liant est un produit liquide qui agglomère des particules solides sous forme de poudre. Dans le domaine de la peinture, il permet au pigment d'une peinture de coller sur le support, il est alors plutôt...) à une "antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.)" située à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) de ce dernier, la molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les...) Boc. Jusqu'à présent, les scientifiques ne savaient pas comment Shh agissait sur cette molécule. L'équipe de Frédéric Charron a démontré que la molécule Boc dirige l'axone grâce à un système comparable à celui... du Petit Poucet.

"C'est comme si les molécules de Shh étaient les miettes de pain qui guident l'axone, indique Julien Ferent, stagiaire postdoctoral et premier auteur de l'article. Lorsque la molécule Boc les détecte, la membrane du bout de l'axone “gobe” Shh et le fait pénétrer à l'intérieur de l'axone, un processus appelé endocytose." L'axone poursuit ensuite son chemin en s'orientant vers les endroits où Shh est présent en plus haute concentration.

Les travaux des chercheurs de l'IRCM permettent ainsi de mieux comprendre la formation du système nerveux. Cette percée pourrait notamment contribuer à la création d'outils en médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie),...) régénérative pour reconstituer des circuits nerveux qui auraient été endommagés à la suite d'un accident et auraient ainsi causé la paralysie (La paralysie ou plégie est une perte de motricité par diminution ou perte de la contractilité d'un ou de plusieurs muscles, due à des lésions de voies nerveuses ou des...).

À propos de l'étude

L'étude a été effectuée par le laboratoire du Dr Charron, en collaboration avec l'équipe du chercheur Michel Cayouette, tous deux de l'IRCM. Julien Ferent, Fanny Giguère, Steves Morin, Jean-François Michaud, Shirin Makihara, Patricia T. Yam et Frédéric Charron, de l'unité de recherche en biologie moléculaire du développement neuronal de l'IRCM, ont pris part aux travaux. Christine Jolicœur et Michel Cayouette, de l'unité de recherche en neurobiologie cellulaire de l'IRCM, ont également contribué à la recherche.

La recherche a reçu un soutien financier de la Fondation W. Garfield Weston, de la Fondation Brain Canada, de la Fondation canadienne pour l'innovation, du Programme des chaires de recherche du Canada, du Fonds de recherche du Québec – Santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.), de la Fondation pour la recherche médicale (La recherche médicale se divise en recherche fondamentale et clinique.) et des Instituts de recherche en santé du Canada.

Plus de renseignements sur les travaux de Frédéric Charron

À propos de l'IRCM

Fondé en 1967, l'Institut de recherches cliniques de Montréal (IRCM) est un organisme à but non lucratif qui effectue de la recherche biomédicale fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) et clinique en plus de former une relève 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 scientifiques.) de haut niveau. Doté d'installations technologiques ultramodernes, l'Institut regroupe 33 équipes de recherche qui œuvrent notamment dans le domaine du cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la...), de l'immunologie (L'immunologie est la branche de la biologie qui s'occupe de l'étude du système immunitaire. Apparu très tôt dans l'échelle de l'évolution, ce système a évolué pour discriminer le...), 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...), des maladies cardiovasculaires et métaboliques, de la biologie des systèmes et de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des...) médicinale. L'IRCM dirige également une clinique de recherche spécialisée en hypertension, en cholestérol (Le cholestérol est un lipide de la famille des stérols qui joue un rôle central dans de nombreux processus biochimiques. Le cholestérol tire son nom du grec ancien chole- (bile) et de stereos (solide), car il fut...), en diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes (polyurie). Le mot « diabète » vient du grec ancien dia-baïno, qui signifie...) et en fibrose kystique ainsi qu'un centre de recherche sur les maladies rares et génétiques chez l'adulte. L'IRCM est affilié à l'Université de Montréal et associé à l'Université McGill. Sa clinique est affiliée au Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM). L'IRCM reçoit l'appui du ministère de l'Économie et de l'Innovation du Québec.
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