Neurosciences : nouvel éclairage

Professeur de biologie cellulaire et de neurosciences, directeur du Département de biologie cellulaire et de morphologie, Andrea Volterra éclaire d’un jour nouveau une molécule dont on ne connaissait qu’un rôle majeur jusqu’ici, celui de tueuse produite par notre système immunitaire. Or elle joue un rôle clé dans le contrôle des transmissions synaptiques.

Jusqu’ici, la molécule TNF? - pour cytokine tumor necrosis factor-alpha - était connue pour ses services de tueuse, très présente lors des réactions inflammatoires et immunitaires. Dans la maladie d’Alzheimer, par exemple, elle est produite en trop grande quantité dans le cerveau. Avec Mirko Santello - doctorant boursier de la FBM - et Paola Bezzi, le professeur Andrea Volterra vient de découvrir que cette molécule propre au système immunitaire joue également un rôle dans le fonctionnement normal de l’hippocampe, aire cérébrale dévolue à la mémoire.

L’activité cérébrale est soutenue par les circuits synaptiques qui mettent les neurones en communication entre eux. Récemment, une autre forme de communication cérébrale a été découverte, entre les neurones et les astrocytes, ces cellules gliales qui représentent la majorité des cellules du cerveau. Cette communication joue un rôle de régulation des circuits synaptiques et est possible grâce à la sécrétion par les astrocytes de transmetteurs comme le glutamate. Or, comme le démontre la présente étude, la sécrétion astrocytaire de ce transmetteur s’effectue mal sans l’action de la molécule TNF? ou alors devient excessive si le TNF? atteint un niveau trop élevé. Les concentrations de cette molécule jouent donc un rôle clé dans le contrôle des transmissions synaptiques. Une mauvaise régulation synaptique par les astrocytes pourrait ainsi expliquer certains problèmes cognitifs.

Hors maladie, la molécule TNF? joue donc un rôle essentiel alors même qu’elle existe en très faible concentration dans le cerveau. Cette découverte n’a pu se faire qu’en s’appuyant sur les techniques d’imagerie cellulaire les plus avancées présentes à l’UNIL : microscopie à deux photons et microscopie à ondes évanescentes TIRF.

Dans plusieurs maladies, le TNF? est produit en grandes quantités. Lorsqu’il y a une réaction inflammatoire, la surproduction de TNF? dans le cerveau pourrait jouer un rôle dans le déclenchement de l’épilepsie, par exemple. La compréhension de cette maladie, et d’autres comme Alzheimer ou la sclérose en plaques, dont les composantes cognitives sont de plus en plus mises en lumière, franchit donc un pas supplémentaire grâce à la découverte de ce mécanisme moléculaire - un des premiers à associer d’une manière directe le fonctionnement immunitaire et le système nerveux central.

Publiée dans la prestigieuse revue Neuron, la preuve de ce lien moléculaire entre le système immunitaire et le fonctionnement cérébral pourrait permettre de cibler, avec de nouvelles molécules pharmacologiques, la surproduction de TNF? dans le cerveau.

TNF? Controls Glutamatergic Gliotransmission in the hippocampal dentate gyrus,
by Mirko Santello, Paola Bezzi and Andrea Volterra
Article paru dans Neuron

Mardi 8 mars,

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