Bien armé - Comment l'absence de protéine pourrait aider les gens à mieux faire face aux conséquences d'un AVC
Les astrocytes sont des cellules du cerveau en forme d'étoile qui jouent un rôle important dans le maintien de la barrière hémato-encéphalique, l'approvisionnement des cellules nerveuses en nutriments et l'élimination des produits métaboliques. À plus de 50 %, ils constituent la majorité des cellules gliales, les cellules de soutien du cerveau, qui, jusqu'à récemment, n'étaient considérées que comme une sorte de "colle" maintenant les cellules nerveuses ensemble. Mais ce point de vue a radicalement changé ces dernières années, en particulier pour les astrocytes.
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Les souris se développent normalement malgré la déficience en Ezrin dans les astrocytes, mais présentent un comportement exploratoire plus lent. L'augmentation de la protéine GLAST et les modifications des astrocytes protègent les souris contre le stress.
Kerstin Wagner / FLI, Created with Biorender.com
On pense aujourd'hui que les astrocytes jouent un rôle important dans la transduction des signaux dans le cerveau grâce à leurs ramifications rayonnantes (appelées vrilles astrocytaires), avec lesquelles ils assurent le contact entre les cellules nerveuses et les vaisseaux sanguins. Parmi d'autres éléments constitutifs importants, la protéine Ezrin se trouve en abondance dans les vrilles des astrocytes. Cela suggère que l'Ezrin est également importante pour la fonction des astrocytes pendant le développement neuronal du cerveau. Bien que l'Ezrin ait été largement étudiée in vitro dans des cultures cellulaires, il y a eu jusqu'à présent peu d'études in vivo sur le rôle de cette protéine dans les astrocytes.
Dans une étude récente, le groupe de recherche "Régénération nerveuse" dirigé par le professeur Helen Morrison de l'Institut Leibniz sur le vieillissement - Institut Fritz Lipmann (FLI) à Iéna, en Allemagne, a maintenant découvert le rôle que joue l'Ezrin dans le développement du cerveau et comment son absence peut préparer le cerveau à minimiser les dommages après un stress, comme un accident vasculaire cérébral. L'étude a récemment été publiée dans la célèbre revue Glia.
Quel rôle joue l'Ezrin dans le développement du cerveau ?
"Comme nous le savons d'après nos propres recherches, dans le cerveau en développement, l'Ezrin se trouve principalement dans les neurones en développement et se trouve également dans le cerveau adulte dans les protubérances périphériques des astrocytes", rapporte le professeur Morrison. "Mais jusqu'à présent, il n'y a pas eu d'études in vivo complètes sur son importance fonctionnelle dans le système nerveux."
Dans le cadre d'un projet de recherche doctorale, des études in vivo ont donc été réalisées sur des souris dépourvues de la protéine Ezrin dans le système nerveux. Les investigations ont porté principalement sur le cortex cérébral. Une attention particulière a été accordée aux astrocytes et à leurs vrilles afin d'étudier plus en détail le rôle de l'Ezrin dans le développement du cerveau et dans le fonctionnement du cerveau adulte.
La déficience en Ezrin n'affecte pas le développement du cerveau
"Nous avons d'abord été assez surpris de constater que les souris se développaient tout à fait normalement malgré l'absence d'Ezrin. Par rapport aux souris de type sauvage, elles ne présentaient pas non plus de déficits évidents en matière d'apprentissage ou de mémoire", rapporte le Dr Stephan Schacke, qui a rédigé sa thèse de doctorat sur ce sujet. "Selon toute apparence, au fur et à mesure que le cerveau se développe, des protéines structurellement et fonctionnellement apparentées très similaires à l'Ezrin prennent en charge sa fonction manquante et contrebalancent ainsi sa perte." Ce n'est que lors de l'exploration de nouveaux environnements que les souris modifiées ont montré un comportement différent et ralenti, ce qui suggère des changements dans le traitement des signaux neuronaux.
La déficience en Ezrin affecte le métabolisme du glutamate et modifie la forme des astrocytes.
Des méthodes histologiques et des analyses du protéome ont permis de démontrer que le manque d'Ezrin modifie d'importants processus biologiques cellulaires, tels que le métabolisme du glutamate. Le glutamate est l'un des neurotransmetteurs excitateurs les plus importants du système nerveux central et est vital pour la transmission des signaux entre les cellules nerveuses.
La force de la transmission du signal est contrôlée, entre autres, par la quantité de glutamate libérée et par le temps qui s'écoule jusqu'à ce que le neurotransmetteur soit réabsorbé (et donc que la transmission prenne fin). Dans la transmission du signal, un rôle important est joué par la protéine GLAST, qui est directement impliquée dans la réabsorption du glutamate. En l'absence d'Ezrin, la quantité de GLAST augmente, ce qui accélère vraisemblablement la réabsorption du glutamate. Par conséquent, la transmission du signal est à la fois affaiblie et raccourcie. Cela pourrait être une explication possible du comportement exploratoire plus lent des souris modifiées.
Le manque d'Ezrin entraîne également une régulation à la hausse de la GFAP, une protéine de filament glial également présente dans les astrocytes et responsable de leurs propriétés mécaniques, de leur motilité et de la forme des cellules. L'augmentation des niveaux de GFAP est un indicateur que les astrocytes ont subi des changements morphologiques dans leur apparence et ont adopté un "statut réactif", ce qui est également observé dans les lésions ou les maladies du cerveau.
La perte d'Ezrin peut-elle aider à prévenir les accidents vasculaires cérébraux ?
Dans des études ultérieures, il a été démontré que - par rapport aux souris de type sauvage - les changements dans les astrocytes déclenchés par l'absence d'Ezrin protègent mieux ces souris contre le stress, tel que l'accident vasculaire cérébral ischémique, dans lequel le cerveau n'est plus alimenté en sang et en oxygène suffisants en raison de l'obstruction d'une artère. "Ces souris peuvent résister à un accident vasculaire cérébral beaucoup mieux que leurs congénères de type sauvage car, en raison de la régulation ascendante de GLAST, elles ont déjà appris à atténuer la nocivité et la toxicité des neurotransmetteurs, en particulier du glutamate, qui peut entraîner une surcharge de stimuli et la mort neuronale si la dose est trop élevée", explique le professeur Morrison.
"Notre étude fournit donc non seulement les premières informations importantes sur l'importance de la protéine Ezrin pour la fonction des astrocytes dans notre corps, mais elle indique également un moyen possible d'obtenir un meilleur résultat thérapeutique après un accident vasculaire cérébral si l'excitotoxicité neuronale - la lésion et la mort des neurones induites par une accumulation excessive de glutamate - peut être efficacement prévenue." D'autres recherches exploreront cette possibilité.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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