Cerveau : néo-neurones sous contrôle lumineux

Des chercheurs de l'Institut Pasteur ass »ociés au CNRS viennent de montrer dans un modèle expérimental que les nouveaux neurones qui naissent dans le cerveau adulte peuvent être stimulés par la lumière. Grâce à une technique novatrice associant les outils de l'optique à ceux de la génétique, les neurobiologistes ont rendu des néo-neurones photo-excitables. Pour la première fois, ils ont déclenché, vu et enregistré spécifiquement l'activité de ces nouvelles cellules nerveuses. Les scientifiques ont ainsi révélé la nature des signaux qu'elles émettent sur les circuits neuronaux du cerveau. Ces travaux constituent une étape essentielle pour mieux comprendre le rôle des nouvelles cellules nerveuses et envisager des applications thérapeutiques, notamment dans le domaine des maladies neurodégénératives.

 

 

Communiqué de presse
Paris, le 15 décembre 2010

 

 

L’équipe de Pierre-Marie Lledo, dans l’unité Perception et Mémoire à l’Institut Pasteur (CNRS, URA 2182), vient de démontrer, pour la première fois, qu’il est possible d’utiliser la lumière pour stimuler et étudier spécifiquement dans un modèle animal les nouveaux neurones qui naissent dans le cerveau adulte. Jusqu’à présent, les méthodes de stimulation existantes ne le permettaient pas. En effet, si la stimulation électrique touche sans distinction toutes les cellules, celle chimique ne concerne que les neurones assez matures pour posséder à leur surface les récepteurs aux molécules actives.

En parvenant à introduire et à faire exprimer des protéines photo-sensibles dans des nouveaux neurones*, les scientifiques ont pu prendre le contrôle de leur activité à l’aide de flashs lumineux. Grâce à cette technique, les chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS ont pu voir, stimuler et enregistrer spécifiquement l’activité des nouvelles cellules nerveuses. Ils ont apporté la preuve que les nouveaux neurones qui naissent dans le bulbe olfactif du cerveau adulte s’intègrent bien dans les circuits nerveux préexistants. Ils ont également montré que, contre toute attente, le nombre de contacts des jeunes cellules avec leurs cibles augmentait fortement durant plusieurs mois.

Ces travaux constituent une étape essentielle dans la caractérisation des fonctions remplies par les néo-neurones. Ils ouvrent des champs d’investigation importants pour comprendre la connectivité des neurones « nouveau-nés » avec leurs circuits hôtes. Une étape indispensable avant d’entrevoir l’utilisation des cellules souches neurales dans le cadre de nouveaux protocoles thérapeutiques pour réparer le cerveau, notamment dans le domaine des maladies neurodégénératives.

* Les chercheurs sont parvenus à faire exprimer dans les nouveaux neurones une protéine sensible à la lumière bleue issue d’une algue unicellulaire du genre Chlamydomonas. Introduite dans les neurones à l’aide de vecteurs viraux, cette protéine s’exprime à leur surface. Quand elle reçoit de la lumière bleue, elle s’ouvre et crée ainsi un flux d’ions générant un champ électrique qui active la cellule.

Figure : Néo-neurone marqué par la protéine fluorescente YFP © Institut Pasteur.

Source

How, when and where new inhibitory neurons release neurotransmitters in the adult olfactory bulb, Journal of Neuroscience, 15 décembre 2010.
Cedric Bardy (1,2), Mariana Alonso (1,2), Walid Bouthour (1,2) et Pierre-Marie Lledo (1,2)

(1) Institut Pasteur, unité Perception et mémoire
(2) CNRS, URA 2182, 25 rue du Dr. Roux, F-75724 Paris Cedex 15, France.

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