Les astrocytes semblent avoir des fonctions spécialisées
Une nouvelle étude du Baylor College of Medicine fournit des preuves que les astrocytes, ces nombreuses cellules de soutien en forme d’étoile du cerveau et de la moelle épinière, ne constituent pas une population générale unique. À l’aide d’un outil génétique chez la souris, les chercheurs ont constaté que des sous-types distincts d’astrocytes contribuent à des tâches différentes, notamment établir des connexions entre les cellules nerveuses, façonner les circuits impliqués dans l’apprentissage et la mémoire, et aider à la récupération après un AVC.
Le travail, publié dans Nature, répond à une question ancienne des neurosciences. On savait déjà que les astrocytes soutiennent la communication entre les cellules nerveuses, nourrissent ces cellules, maintiennent la barrière hémato-encéphalique et réagissent aux blessures et aux maladies. Ce qui restait incertain, c’était de savoir si certains types d’astrocytes remplissaient certaines fonctions dans le cerveau vivant.
Le résultat de l’équipe de Baylor suggère que c’est bien le cas. Cette découverte rapproche les astrocytes de la manière dont les scientifiques envisagent souvent les neurones: comme des populations diverses dont l’identité est liée à un rôle précis au sein d’un système neural.
Des cellules de soutien au rôle actif
Les astrocytes sont souvent décrits comme des cellules de soutien, mais cette étiquette peut masquer l’ampleur de leur participation au système nerveux. Ils aident les cellules nerveuses à communiquer et contribuent aux conditions qui permettent aux circuits cérébraux de fonctionner. Ils contribuent aussi au maintien de la barrière hémato-encéphalique, qui protège le cerveau, et réagissent lorsque celui-ci est blessé ou malade.
Les chercheurs avaient déjà observé une diversité moléculaire parmi les astrocytes. Certains portent des molécules de surface particulières; d’autres activent des ensembles de gènes différents. Des expériences antérieures en laboratoire indiquaient également que des astrocytes aux profils moléculaires différents pouvaient se comporter différemment.
Mais une variation moléculaire et un comportement en laboratoire ne prouvent pas automatiquement que les cellules ont des fonctions distinctes dans un cerveau intact. La nouvelle étude visait à tester cette question fonctionnelle dans des cerveaux de souris en activité. Sa conclusion est donc plus précise que la simple observation d’une différence entre astrocytes: les sous-types identifiés semblent participer à des rôles biologiques différents.
Une méthode génétique pour séparer les sous-types
Les chercheurs ont utilisé un nouvel outil génétique pour distinguer les sous-types d’astrocytes. Leurs travaux se sont notamment intéressés à CD51, une protéine présente à la surface de certains astrocytes. En séparant les populations selon de telles caractéristiques moléculaires, l’équipe a pu examiner ce que font les cellules plutôt que de traiter tous les astrocytes comme équivalents.
Cette approche est importante car le cerveau contient de nombreux types cellulaires opérant à proximité les uns des autres. Une manipulation générale de tous les astrocytes pourrait montrer qu’ils jouent un rôle, sans répondre à la question de savoir quelles cellules sont responsables de quel résultat. Un outil spécifique d’un sous-type permet de relier l’identité moléculaire d’une cellule à sa fonction dans le développement cérébral, le fonctionnement des circuits ou la récupération après une lésion.
Dans l’étude, différents groupes d’astrocytes ont été associés à des résultats différents. Certains ont aidé à établir des connexions entre cellules nerveuses. D’autres ont façonné des circuits cérébraux liés à l’apprentissage et à la mémoire. Les chercheurs ont aussi décrit un rôle dans la récupération après un AVC.
Implications pour la recherche sur le cerveau
Ces résultats offrent un cadre plus détaillé pour étudier la formation et le maintien des circuits cérébraux. On sait depuis longtemps que les neurones comprennent des types spécialisés, certains envoyant des signaux activateurs et d’autres réduisant l’activité. L’étude de Baylor suggère que la diversité des astrocytes peut elle aussi avoir une portée fonctionnelle organisée de manière comparable.
Cela ne signifie pas que les astrocytes reproduisent simplement le rôle des neurones. Le rapport source les décrit plutôt comme des cellules qui aident à réguler et soutenir les conditions dans lesquelles les circuits neuraux se forment, communiquent et réagissent aux blessures. L’identification de fonctions spécialisées ajoute un niveau d’analyse à l’étude de ces circuits.
Pour la recherche sur l’apprentissage et la mémoire, le lien entre certains sous-types et les circuits cérébraux concernés soulève de nouvelles questions sur l’influence des cellules non neuronales. Pour la recherche sur les AVC, le fait qu’un sous-type puisse favoriser la récupération fournit une direction plus ciblée pour étudier la réponse cellulaire aux lésions.
Ce que l’étude montre et ne montre pas
La recherche a été menée chez la souris. Elle constitue donc un résultat expérimental important pour comprendre la biologie cérébrale, mais ne doit pas être considérée comme un nouveau traitement humain ou une intervention clinique directe. Le rapport fourni ne prétend pas que la manipulation des astrocytes améliorera l’apprentissage, la mémoire ou la récupération après un AVC chez l’être humain.
Son avancée principale est méthodologique et biologique: une stratégie génétique a permis de tester le rôle de sous-types d’astrocytes dans des cerveaux vivants. Cette stratégie peut aider les travaux futurs à passer de questions générales sur les astrocytes à des questions plus précises sur la contribution de populations cellulaires particulières.
Cette précision pourrait se révéler précieuse, car les astrocytes interviennent dans le fonctionnement cérébral normal comme dans les blessures et les maladies. Avant toute utilisation thérapeutique, les chercheurs devraient toutefois établir comment fonctionnent des sous-types comparables chez l’humain, comment les influencer sans danger et quels effets leur modification aurait sur le reste du cerveau.
Repenser une cellule cérébrale familière
L’étude renforce l’idée croissante que les astrocytes participent activement à l’organisation du cerveau plutôt que de former une couche de fond uniforme. Ils restent des cellules de soutien dans la mesure où ils entretiennent les neurones et les circuits neuraux, mais ce soutien semble lui-même différencié.
En démontrant que certains sous-types d’astrocytes peuvent aider à construire des connexions, façonner des circuits liés à l’apprentissage et à la mémoire et soutenir la récupération après un AVC, les chercheurs de Baylor ont fourni des preuves d’une division du travail entre ces cellules. Cela donne une base plus claire aux futures études sur le développement, l’adaptation et la réponse du cerveau aux dommages.
Cet article s’appuie sur un reportage de Medical Xpress. Lire l’article original.
Originally published on medicalxpress.com
