Un pas de plus vers la réparation des cellules nerveuses endommagées
Publié par Adrien le 02/04/2015 à 12:00
Source: Université de Montréal

Frédéric Charron
Une équipe de chercheurs à l'IRCM et de l'Université de Montréal dirigée par Frédéric Charron, Ph. D., en collaboration avec des bio-ingénieurs à l'Université McGill, a découvert une nouvelle synergie dans le développement 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 coordonne les...) qui explique un mécanisme important requis pour la formation des circuits neuronaux. Cette percée, publiée dans la revue 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.) PLoS Biology, pourrait éventuellement aider à développer des outils pour réparer les cellules nerveuses endommagées par des lésions au système nerveux (comme 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...) ou la moelle épinière).

Les chercheurs dans le laboratoire du Dr Charron étudient les neurones, soit les cellules nerveuses qui constituent le système nerveux central, ainsi que leurs longues extensions nommées axones. Lors du développement, les axones doivent suivre des chemins précis dans le système nerveux afin de bien former les circuits neuronaux et permettre aux neurones de communiquer entre eux. Les chercheurs étudient le processus de guidage axonal pour mieux comprendre comment les axones réussissent à suivre les bons chemins.

"Pour atteindre leur cible, les axones en développement dépendent de molécules, nommées signaux de guidage, qui les dirigent en les repoussant ou en les attirant vers leur destination" a expliqué le Dr Charron.

Au cours des dernières décennies, la communauté scientifique a eu du mal à comprendre pourquoi plus d'un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières....) de guidage est requis pour que les axones atteignent la bonne cible. Dans cet article, les scientifiques de l'IRCM ont découvert comment les axones utilisent l'information fournie par plusieurs signaux afin de bien s'orienter. Pour ce faire, ils ont étudié la variation relative dans la concentration des signaux présents dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec...) d'un neurone (Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de base du système nerveux. Le terme de « neurone » fut...), soit la pente du gradient.

"Nous avons trouvé qu'un des facteurs critiques pour le guidage axonal voulait que plus le gradient est abrupt, plus les axones réagissent aux signaux de guidage. Par ailleurs, nous avons constaté que le gradient d'un signal de guidage n'est pas toujours suffisant pour orienter les axones. Dans ces cas, nous avons démontré qu'une combinaison (Une combinaison peut être :) de signaux de guidage peuvent agir en synergie afin d'aider 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...) à interpréter la direction du gradient" a expliqué Tyler F.W. Sloan, étudiant au doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement le grade universitaire le plus élevé. Le titulaire de ce grade est le docteur. Selon les pays et les...) au laboratoire du Dr Charron et premier auteur de l'étude.

En collaboration avec le programme de neuroingénierie (Program in Neuroengineering) à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) McGill, l'équipe du Dr Charron a développé une technique innovatrice pour recréer les gradients de concentration des signaux in vitro, c'est-à-dire qu'ils peuvent ainsi étudier les axones en développement hors de leur contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu...) biologique.

"Cette nouvelle méthode nous offre plusieurs avantages par rapport aux techniques antérieures; elle nous permet de simuler des conditions plus réalistes des embryons en développement, de mener des expériences à plus long terme pour observer le processus complet de guidage axonal et d'obtenir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) quantitatives utiles. La méthode combine les connaissances du domaine de la microfluidique (La microfluidique est la science et la technologie des systèmes manipulant des fluides et dont au moins l'une des dimensions caractéristiques est de l'ordre du micromètre.) - qui utilise des fluides à l'échelle microscopique pour miniaturiser les expériences biologiques - aux études cellulaires, biologiques et moléculaires que nous menons en laboratoire" a ajouté Sloan.

"Voilà un vrai travail multidisciplinaire et un excellent exemple de ce que le programme en neuroingénierie vise à accomplir dans des situations où des neurobiologistes, comme moi, ont des questions précises qu'ils veulent aborder, mais que les outils actuels ne sont pas adaptés à répondre à leur question. Ainsi, grâce à ce programme unique, nous nous sommes associés aux bio-ingénieurs et aux experts en microfluidique et en modélisation mathématique à McGill pour créer le dispositif requis pour notre étude" a déclaré le Dr Charron.

"Cette percée scientifique nous fait donc faire un pas en avant vers la réparation des cellules nerveuses endommagées par les lésions au système nerveux central. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le guidage axonal nous offrira des nouvelles possibilités pour le développement de techniques pour traiter les lésions de la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux central prolongeant en dessous la medulla oblongata, ou...), et peut-être même les maladies neurodégénératives" a conclu le Dr Charron.

Les lésions au système nerveux central affectent des milliers de canadiens chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) et peuvent mener à une invalidité (L'invalidité en France est une reconnaissance de perte de la capacité de travail. Elle permet d'apporter une aide financière aux...) permanente. Fréquemment causées par un accident, un accident vasculaire cérébral (Un accident vasculaire cérébral (AVC), parfois appelé « attaque cérébrale », est un déficit neurologique soudain...) (AVC) ou une maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.), ces blessures sont très difficiles à réparer. Il est donc nécessaire de mener des recherches afin de développer de nouveaux outils pour réparer les dommages au système nerveux central.
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