Les cellules cérébrales appelées astrocytes ont
rôle inattendu dans la « plasticité » cérébrale

Les cellules cérébrales appelées astrocytes jouent un rôle inattendu dans la « plasticité » cérébrale

Des chercheurs de Salk montrent que les protéines produites par les astrocytes permettent la maturation du cerveau et régulent sa flexibilité

LA JOLLA — À la naissance, notre cerveau possède une grande flexibilité. Cette capacité à grandir et à évoluer permet au cerveau immature de s'adapter à de nouvelles expériences et d'organiser son réseau de circuits neuronaux interconnectés. Avec l'âge, cette qualité, appelée « plasticité », diminue.

Dans une étude publiée le 18 octobre 2018 dans Neuron, Une équipe de l'Institut Salk a montré que les astrocytes, cellules de soutien cérébrales longtemps négligées, contribuent à la plasticité cérébrale, un nouveau rôle jusqu'alors inconnu pour les astrocytes. Ces résultats pourraient ouvrir la voie à des solutions pour restaurer les connexions perdues en raison du vieillissement ou d'un traumatisme.

« Nous savions, grâce à nos travaux antérieurs, que les astrocytes sont importants pour le développement du cerveau ; cependant, nous en savions très peu sur le rôle des astrocytes dans le cerveau adulte », explique Nicolas Allen, professeur adjoint et auteur principal de l'étude. « Pour étudier ce rôle, nous avons utilisé de nombreuses techniques en laboratoire afin d'identifier un signal émis par les astrocytes, essentiel à la maturation cérébrale. »

Le signal s'est avéré être une protéine sécrétée par les astrocytes appelée Chrdl1, qui augmente le nombre et la maturité des connexions entre les cellules nerveuses, permettant la stabilisation des connexions et des circuits neuronaux une fois leur développement terminé.

Pour mieux comprendre le rôle de Chrdl1, l'équipe a développé des modèles murins dont le gène était désactivé par des mutations introduites. Ces souris présentaient une plasticité cérébrale bien supérieure à la normale. Les souris adultes porteuses de la mutation Chrdl1 présentaient une plasticité cérébrale très similaire à celle des jeunes souris, dont le cerveau est encore aux premiers stades de développement.

« Il est important d'étudier la plasticité cérébrale, car elle nous apprend comment le cerveau se remodèle en réponse à de nouvelles expériences », explique Elena Blanco-Suarez, première auteure et chercheuse associée au laboratoire d'Allen. « Bien qu'un certain degré de plasticité soit important, il diminue avec l'âge. La nature a conçu ces circuits pour qu'ils deviennent plus stables et moins flexibles. Sinon, notre cerveau ne mûrirait pas et nous vivrions toute notre vie comme un jeune enfant. »

On sait peu de choses sur le rôle de Chrdl1 chez l'homme, mais une étude menée auprès d'une famille présentant une mutation de Chrdl1 a montré que ses membres obtenaient d'excellents résultats aux tests de mémoire. D'autres études ont montré que le niveau du gène codant pour Chrdl1 est altéré dans la schizophrénie et le trouble bipolaire, ce qui suggère que Chrdl1 pourrait jouer un rôle important dans la santé comme dans la maladie.

Les recherches futures de l’équipe approfondiront les relations entre les astrocytes et les neurones et rechercheront des moyens potentiels d’utiliser les astrocytes comme thérapie.

« Nous souhaitons en savoir plus sur ce que les astrocytes sécrètent dans l'environnement cérébral et sur l'impact de ces signaux sur le cerveau », explique Allen. « Nous prévoyons d'étudier cette relation à la fois au début du développement et dans les situations où ces connexions sont perdues et où l'on souhaite stimuler la réparation, comme après un AVC. »

Les autres chercheurs ayant participé à l'étude étaient Tong-Fei Liu et Alex Kopelevich de Salk.

Ce travail a été financé par la subvention NS105742 des National Institutes of Health, la Fondation Hearst, les Pew Charitable Trusts, la Fondation Lawrence Ellison, la Fondation Whitehall, la Fondation Helmsley et la Fondation Catarina.