{"id":10331,"date":"2020-01-22T14:15:57","date_gmt":"2020-01-22T12:15:57","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/?p=10331"},"modified":"2020-01-22T15:19:51","modified_gmt":"2020-01-22T13:19:51","slug":"neurones-astrocytes-et-les-autres-qui-fait-quoi-dans-notre-cerveau","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/neurones-astrocytes-et-les-autres-qui-fait-quoi-dans-notre-cerveau\/","title":{"rendered":"Neurones, astrocytes et les autres. Qui fait quoi dans notre cerveau?"},"content":{"rendered":"
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Astrocytes. Issus de cortex et d\u2019hippocampes de souris \u00e2g\u00e9es de 1 \u00e0 4 jours, ces astrocytes ont \u00e9t\u00e9 cultiv\u00e9s \u00abin vitro\u00bb. Ils ont \u00e9t\u00e9 trait\u00e9s avec un lentivirus, qui utilise la machinerie des cellules infect\u00e9es pour produire la prot\u00e9ine fluorescente mCherry. Cette derni\u00e8re permet de d\u00e9voiler la morphologie de l\u2019astrocyte sous le microscope.
\u00a9 Charline Carron \/ TONILAB (Centre de neurosciences psychiatriques, Cery)<\/figcaption><\/figure>\n

Dans le monde des neurosciences, une r\u00e9volution est en cours. Longtemps, les neurones y ont r\u00e9gn\u00e9 en ma\u00eetres. Quant au petit peuple, celui des cellules gliales, il \u00e9tait n\u00e9glig\u00e9. \u00c0 tort, car on constate maintenant que cette pl\u00e8be joue un r\u00f4le fondamental dans le fonctionnement du cerveau. Elle pourrait m\u00eame d\u00e9tenir la cl\u00e9 de nouveaux traitements de maladies psychiatriques. \u00c0 l\u2019occasion de la semaine du cerveau, du 16 au 22 mars, retour sur quelques d\u00e9couvertes qui ont chang\u00e9 la donne.<\/em><\/p>\n

Se mouvoir, humer un parfum, comprendre le monde qui nous entoure, prendre une d\u00e9cision, agir ou encore aimer. Toutes nos actions, nos sensations, nos pens\u00e9es, nos \u00e9motions sont r\u00e9gies par le chef d\u2019orchestre de notre organisme: le cerveau. Au pupitre se trouvent les neurones. Ce sont eux qui re\u00e7oivent les informations en provenance de notre corps ou de l\u2019environnement et qui les transmettent, sous forme d\u2019influx nerveux, dans divers circuits c\u00e9r\u00e9braux. Certains d\u2019entre eux sont responsables de la motricit\u00e9: \u00abLes ordres partent alors de la r\u00e9gion du cortex moteur et, \u00e0 travers diff\u00e9rents relais, conduisent \u00e0 la contraction des muscles\u00bb, explique Pierre Magistretti, professeur honoraire de l\u2019UNIL, l\u2019EPFL et l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve (UNIGE). D\u2019autres sont impliqu\u00e9s dans notre syst\u00e8me sensoriel (vue, ou\u00efe, odorat, etc.). D\u2019autres encore sont charg\u00e9s \u00abde l\u2019int\u00e9gration des informations et ils mettent en relation le monde ext\u00e9rieur et nos propres repr\u00e9sentations. Ils sont surtout situ\u00e9s dans le cortex frontal qui est aussi impliqu\u00e9 dans la prise de d\u00e9cision et dans l\u2019action.\u00bb Sans compter ceux qui r\u00e9gissent nos \u00e9motions et qui sont tr\u00e8s li\u00e9s au corps car, selon le neuroscientifique, \u00abun cerveau sans corps ne peut pas avoir d\u2019\u00e9motions\u00bb.<\/p>\n

\u00abLes papillons de l\u2019\u00e2me\u00bb<\/strong><\/p>\n

Notre cerveau compte environ quatre-vingts milliards de neurones. Le fondateur des neurosciences contemporaines, l\u2019Espagnol Ram\u00f3n y Cajal, \u00ables avait appel\u00e9s \u201cles papillons de l\u2019\u00e2me\u201d, rappelle Pierre Magistretti, et il leur avait donn\u00e9 de tr\u00e8s jolis noms: double bouquet, chandelier, cellules pyramidales, etc. Car ces cellules nerveuses existent sous de multiples formes.\u00bb<\/p>\n

Toutes sont toutefois construites sur le m\u00eame mod\u00e8le. On pourrait les comparer \u00e0 un arbre dont le tronc (qui, en l\u2019occurrence, a une forme sph\u00e9rique), est le corps cellulaire qui contient le noyau renfermant l\u2019ADN. De l\u00e0 partent des branches, les dendrites, qui re\u00e7oivent l\u2019impulsion \u00e9lectrique et l\u2019acheminent vers le corps cellulaire. Une fois int\u00e9gr\u00e9s, les signaux vont dans la racine, l\u2019axone, une longue fibre nerveuse munie de ramifications qui les transmet plus loin.<\/p>\n

Les neurones communiquent par ce biais. Toutefois, \u00abcomme Ram\u00f3n y Cajal l\u2019a montr\u00e9, ces cellules sont disjointes\u00bb, pr\u00e9cise le professeur honoraire de l\u2019UNIL.<\/p>\n

L\u2019impulsion \u00e9lectrique ne pouvant pas franchir le mince espace qui les s\u00e9pare \u2013 la synapse \u2013 ils communiquent entre eux par l\u2019interm\u00e9diaire de signaux chimiques, les neurotransmetteurs (le glutamate, la dopamine, et bien d\u2019autres) qui sont lib\u00e9r\u00e9s par la terminaison de l\u2019axone.<\/p>\n

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Paola Bezzi. Ma\u00eetre d\u2019enseignement et de recherche au D\u00e9partement des neurosciences fondamentales<\/a> (Facult\u00e9 de biologie et de m\u00e9decine).
Nicole Chuard \u00a9 UNIL<\/figcaption><\/figure>\n

La plasticit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale \u00e0 la base de la m\u00e9moire<\/strong><\/p>\n

\u00abUn neurone donn\u00e9 peut recevoir jusqu\u2019\u00e0 10000 synapses, donc \u00e9tablir des contacts avec autant de neurones, souligne le neuroscientifique. Au total, notre cerveau renferme environ un million de milliards de synapses au niveau desquelles l\u2019information circule chaque seconde ou dixi\u00e8me de seconde.\u00bb<\/p>\n

Ce syst\u00e8me fait preuve d\u2019une grande flexibilit\u00e9. \u00abLa transmission de l\u2019information au niveau des synapses n\u2019est pas fig\u00e9e, elle n\u2019est pas fix\u00e9e une fois pour toutes\u00bb, pr\u00e9cise Pierre Magistretti. L\u2019efficacit\u00e9 de la communication neuronale se modifie avec le v\u00e9cu de chacun. C\u2019est ce que l\u2019on nomme la plasticit\u00e9 neuronale. Ce processus est \u00e0 la base de l\u2019apprentissage, mais aussi de la m\u00e9moire. \u00abLorsque des synapses ont \u00e9t\u00e9 fortement activ\u00e9es par une exp\u00e9rience, elles sont, toutes ensemble, r\u00e9activ\u00e9es lorsqu\u2019on rappelle le souvenir de celle-ci.\u00bb<\/p>\n

Tr\u00e8s sollicit\u00e9es, ces neurones sont fragiles. \u00abIls sont vuln\u00e9rables \u00e0 de multiples processus pathologiques qui aboutissent \u00e0 leur d\u00e9g\u00e9n\u00e9rescence\u00bb \u2013 laquelle est \u00e0 l\u2019origine de pathologies dites neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives, comme les maladies d\u2019Alzheimer et de Parkinson, ou encore la scl\u00e9rose lat\u00e9rale amyotropique. \u00abLa dur\u00e9e de vie s\u2019allongeant, le d\u00e9fi aujourd\u2019hui est de maintenir en bonne forme ces neurones qui s\u2019usent avec le temps.\u00bb Une solution pourrait venir des cellules gliales.<\/p>\n

La moiti\u00e9 oubli\u00e9e du cerveau<\/strong><\/p>\n

\u00c0 c\u00f4t\u00e9 des neurones, le cerveau renferme une autre population de cellules, la glie, qui constitue selon Pierre Magistretti \u00abla moiti\u00e9 oubli\u00e9e du cerveau\u00bb. Ces cellules gliales ont en effet \u00e9t\u00e9 longtemps n\u00e9glig\u00e9es, car on ne voyait en elle qu\u2019une simple mati\u00e8re visqueuse, la glue, servant \u00e0 coller et \u00e0 soutenir les neurones. C\u2019est de l\u00e0 que leur vient leur nom.<\/p>\n

Il est vrai que, jusqu\u2019au d\u00e9but des ann\u00e9es 80, \u00abl\u2019outil par excellence des neuroscientifiques \u00e9tait l\u2019\u00e9lectrode qui enregistre l\u2019activit\u00e9 \u00e9lectrique du cerveau. Les chercheurs agissaient comme l\u2019homme qui cherche ses cl\u00e9s sous le r\u00e9verb\u00e8re, parce que c\u2019est le seul endroit \u00e9clair\u00e9, alors qu\u2019il les a perdues ailleurs, ajoute en riant le professeur. Les cellules gliales n\u2019\u00e9mettant pas de signaux \u00e9lectriques, elles restaient silencieuses et elles \u00e9taient donc consid\u00e9r\u00e9es comme passives.\u00bb<\/p>\n

La situation a chang\u00e9 avec l\u2019apparition de techniques d\u2019imagerie cellulaire qui, \u00e0 l\u2019aide de marqueurs fluorescents, mettent en \u00e9vidence l\u2019ion calcium (qui est un signal de l\u2019activit\u00e9 de la cellule) et avec le d\u00e9veloppement de microscopes \u00e0 haute r\u00e9solution qui permettent de visualiser chaque cellule. \u00abOn a alors d\u00e9couvert que, quand les neurones s\u2019activent, les astrocytes (qui forment la plus grande population des cellules gliales) le font aussi.\u00bb Ces cellules gliales \u00e9tant connect\u00e9es les unes aux autres, les chercheurs ont pu d\u00e9couvrir, sur leur \u00e9cran, un astrocyte \u00abs\u2019allumer\u00bb parce que son taux de calcium augmentait, puis la lumi\u00e8re se transmettre rapidement, comme une vague, \u00e0 ses voisins. Un ph\u00e9nom\u00e8ne que Pierre Magistretti a qualifi\u00e9 de \u00abtsunami astrocytaire\u00bb.<\/p>\n

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Pierre Magistretti. Professeur honoraire de l\u2019UNIL, l\u2019EPFL et l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve.
Nicole Chuard \u00a9 UNIL<\/figcaption><\/figure>\n

Des cellules nourrici\u00e8res<\/strong><\/p>\n

Les astrocytes, qui constituent l\u2019un des types de cellules gliales , focalisent depuis quelques d\u00e9cennies l\u2019attention des neuroscientifiques qui leur ont d\u00e9couvert de multiples fonctions.<\/p>\n

L\u00e9g\u00e8rement plus nombreuses que les neurones, ces cellules en forme d\u2019\u00e9toiles \u00aboccupent une position privil\u00e9gi\u00e9e dans le cerveau, souligne Paola Bezzi, ma\u00eetre d\u2019enseignement et de recherche au D\u00e9partement des neurosciences fondamentales de l\u2019UNIL. Certaines sont en contact avec les capillaires sanguins, d\u2019autres avec les synapses.\u00bb Une seule d\u2019entre elles peut d\u2019ailleurs envelopper jusqu\u2019\u00e0 mille de ces zones de connexion entre neurones.<\/p>\n

Compte-tenu de leur proximit\u00e9 avec les vaisseaux sanguins, les astrocytes jouent un r\u00f4le nourricier. \u00abIls d\u00e9tectent les neurones qui sont actifs et en capturant diverses substances du sang, notamment du glucose, ils leur fournissent de l\u2019\u00e9nergie \u00e0 la demande\u00bb, explique Pierre Magistretti qui, avec ses coll\u00e8gues, a \u00e9lucid\u00e9 ce processus.<\/p>\n

… et protectrices de la plasticit\u00e9 des neurones<\/strong><\/p>\n

Plus \u00e9tonnant encore, cette \u00e9nergie est procur\u00e9e aux neurones sous forme de lactate. \u00abLorsque nous l\u2019avons d\u00e9couvert, dans les ann\u00e9es 90, cela a provoqu\u00e9 des controverses, car le lactate \u00e9tait consid\u00e9r\u00e9 comme un d\u00e9chet. Mais nous avons montr\u00e9 que cette substance est bien utilis\u00e9e par les neurones et qu\u2019elle est m\u00eame pour eux plus facilement assimilable que le glucose lui-m\u00eame\u00bb, dit le neuroscientifique.<\/p>\n

En outre, son \u00e9quipe a constat\u00e9 que le lactate lib\u00e9r\u00e9 par l\u2019astrocyte \u00abaugmente l\u2019intensit\u00e9 du signal \u00e9lectrique \u00e9chang\u00e9 entre des neurones. Il joue en quelque sorte un r\u00f4le de turbo pour la transmission synaptique.\u00bb Par ce biais, le lactate stimule la plasticit\u00e9 neuronale et la consolidation de la m\u00e9moire \u00e0 long terme. Une belle contribution pour une cellule cens\u00e9e \u00eatre passive et un soi-disant d\u00e9chet!<\/p>\n

Quand les astrocytes deviennent \u00abfous\u00bb<\/strong><\/p>\n

Mais les astrocytes font plus encore. Selon Paola Bezzi, \u00abils peuvent m\u00eame communiquer avec les neurones\u00bb. Parmi les neurotransmetteurs que ces derniers utilisent figure le glutamate. Cette mol\u00e9cule, les cellules gliales peuvent \u00abla capter, puis la rel\u00e2cher\u00bb et elles modulent ainsi l\u2019activit\u00e9 des synapses, comme l\u2019a montr\u00e9 la chercheuse, en collaboration avec Andrea Volterra, professeur au D\u00e9partement des neurosciences fondamentales. Ces travaux ont donn\u00e9 naissance au concept de synapse tripartite \u2013 associant la terminaison pr\u00e9-synaptique, le processus post-synaptique et l\u2019astrocyte qui est autour. C\u2019est en quelque sorte un m\u00e9nage \u00e0 trois.<\/p>\n

Paola Bezzi a par ailleurs constat\u00e9 qu\u2019en pr\u00e9sence d\u2019un taux \u00e9lev\u00e9 de substances inflammatoires \u2013 une situation qui caract\u00e9rise les maladies neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives \u2013 \u00ables astrocytes deviennent \u201cfous\u201d. Ils rel\u00e2chent de grandes quantit\u00e9s de glutamate, cinq \u00e0 dix fois plus que d\u2019ordinaire\u00bb. R\u00e9sultat: les neurones sont tellement activ\u00e9s qu\u2019ils finissent par mourir.<\/p>\n

Une aide au d\u00e9veloppement des synapses<\/strong><\/p>\n

\u00abLes astrocytes se d\u00e9veloppent dans le cerveau apr\u00e8s la naissance et leur p\u00e9riode de maturation co\u00efncide avec celle au cours de laquelle les synapses se forment, explique Paola Bezzi. Alors qu\u2019ils sont encore tr\u00e8s jeunes, ils ont d\u00e9j\u00e0 une lourde responsabilit\u00e9.\u00bb<\/p>\n

La neuroscientifique et ses coll\u00e8gues ont constat\u00e9 que certains d\u2019entre eux jouent un r\u00f4le important dans le contr\u00f4le du niveau de dopamine (la fameuse \u00abhormone du bonheur\u00bb, impliqu\u00e9e dans le plaisir), \u00abune mol\u00e9cule fondamentale dans le d\u00e9veloppement des synapses et le maintien de leur \u00e9quilibre\u00bb. Cette d\u00e9couverte n\u2019est pas anodine, car les astrocytes en question sont situ\u00e9s dans le cortex frontal responsable de processus \u00ab\u00e0 haut niveau cognitif, comme la m\u00e9moire de travail ou la flexibilit\u00e9 mentale, processus essentiels \u00e0 la formation de notre personnalit\u00e9\u00bb.<\/p>\n

Or, explique la chercheuse, \u00abcertains troubles comportementaux, comme la schizophr\u00e9nie, les d\u00e9ficits d\u2019attention ou le trouble obsessionnel compulsif sont li\u00e9s au cortex pr\u00e9frontal\u00bb. Il est donc n\u00e9cessaire de mieux comprendre les m\u00e9canismes cellulaires qui sont \u00e0 l\u2019origine de leur d\u00e9veloppement pour trouver de nouvelles approches th\u00e9rapeutiques.<\/p>\n

De nouvelles pistes th\u00e9rapeutiques<\/strong><\/p>\n

C\u2019est dire qu\u2019au-del\u00e0 de leur int\u00e9r\u00eat pour la compr\u00e9hension du fonctionnement du cerveau, toutes ces d\u00e9couvertes pourraient avoir des implications th\u00e9rapeutiques dans le traitement des maladies psychiatriques. \u00abDans ce domaine, si l\u2019on excepte la scl\u00e9rose en plaques, force est de constater que toutes les tentatives se sont sold\u00e9es par des \u00e9checs\u00bb, d\u00e9plore Pierre Magistretti. Jusqu\u2019ici, les recherches ciblaient uniquement les neurones que le professeur compare \u00e0 \u00abdes Formules 1. Ils sont tr\u00e8s fragiles et ils doivent \u00eatre entour\u00e9s d\u2019une large \u00e9quipe pour donner toute la mesure de leurs performances. Leur team, ce sont les cellules gliales qui pourraient donc servir de cibles pour de futurs m\u00e9dicaments.\u00bb<\/p>\n

Cela n\u2019a rien d\u2019une utopie. Dans certaines pathologies, comme la d\u00e9pression, on observe une perte de cellules gliales dans certaines r\u00e9gions du cerveau. \u00abNous avons d\u00e9j\u00e0 montr\u00e9 que le lactate produit par les astrocytes a un effet antid\u00e9presseur, pr\u00e9cise le professeur. L\u2019id\u00e9e est maintenant de trouver des mol\u00e9cules poussant les astrocytes \u00e0 en fabriquer davantage.\u00bb<\/p>\n

Le petit peuple de la glie<\/strong><\/p>\n

De nouvelles pistes s\u2019ouvrent et, pour les explorer, la r\u00e9gion lausannoise est en pole position. L\u2019heure est maintenant aux collaborations \u00e9troites entre les neuroscientifiques et les psychiatres que Pierre Magistretti a d\u00e9j\u00e0 initi\u00e9es en cr\u00e9ant le Centre de neurosciences psychiatriques de l\u2019UNIL et du CHUV \u00e0 Cery et en lan\u00e7ant, en 2010, le P\u00f4le national de recherches Synapsy auquel Paola Bezzi a particip\u00e9.<\/p>\n

Les cellules gliales n\u2019ont pas fini de faire parler d\u2019elles. Comme remarque avec humour le professeur, \u00abnous vivons actuellement une r\u00e9volution culturelle, avec l\u2019\u00e9mergence du petit peuple, la glie.\u00bb<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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