Identification d'un nouveau régulateur de la croissance des neurones

Un neurone est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de base du système nerveux. Les neurones ont deux propriétés physiologiques : l'excitabilité, c'est-à-dire la capacité de répondre aux stimulations et de convertir celles-ci en impulsions nerveuses, et la conductivité, c'est-à-dire la capacité de transmettre les impulsions. Pour que notre système nerveux fonctionne correctement, il faut que les neurones étendent leurs ramifications caractéristiques (dendrites) vers d'autres cellules au moment précis du développement cérébral.

Le travail dirigé par Inés Antón du Centre National de Biotechnologie (CBN) du CSIC (équivalent au CNRS français) et publié dans la revue Cerebral Cortex [1] soulève la possibilité que des maladies comme l'autisme ou la schizophrénie, qui sont associées à une altération morphologique des neurones, pourraient trouver leur origine dans les premières étapes du développement des neurones.

Il y a 9 ans, l'équipe du CNB a développé une lignée de souris sans protéine WIP car l'on savait déjà à l'époque que cette protéine était importante pour maintenir la structure de cellules comme les globules blancs. A partir de 2005, Anna Franco a commencé à étudier la fonction de WIP sur les neurones. L'équipe du CNB s'est concentrée sur les neurones de l'hippocampe, impliqués tant dans la fonction de mémoire que dans celle de la représentation spatiale. Leur première observation a été de constater que sans la protéine WIP, les neurones avaient un corps plus grand et une croissance excessive des ramifications. Ces différences avec leurs neurones normaux étaient bien plus visibles dans les premières étapes du développement neuronal.

Les neurones déficients (à droite) ont une morphologie plus complexe, avec plus de ramifications que les neurones contrôlés (à gauche)
Crédits : Anna Franco et Inés Antón (CNB-CSIC)

Grâce à ce récent travail publié dans la revue Cerebral Cortex, l'équipe a découvert que la protéine WIP régulait la maturation des neurones ainsi que leur capacité à communiquer entre eux. En effet, cette protéine régule le moment auquel les neurones commencent à élaborer leur morphologie arborescente typique en agissant comme un frein afin d'éviter qu'ils ne se développent trop tôt. De plus les neurones se connectent entre eux par l'intermédiaire des synapses situées au final d'une prolongation ramifiée ou dendrite et l'échange d'information au niveau des synapses a besoin d'actine, une protéine qui s'unit à WIP. L'étude des chercheurs du CNB montre donc que l'absence de WIP altère la structure des neurones et modifie le fonctionnement des connexions synaptiques.

Inés Anton, directrice de la recherche, précise que dans ce travail en collaboration avec d'autre groupe du CSIC, les chercheurs ont aussi découvert que le déficit en WIP augmentait aussi l'amplitude et la fréquence d'un type de courant électrique circulant entre les neurones. Sachant que l'information est transmise au niveau synaptique par l'intermédiaire de ces courants, cela démontre que WIP régule la maturation des neurones en contrôlant leur structure et en intervenant dans leur fonctionnement.

Pour en savoir plus, contacts :
[1] WIP is a Negative Regulator of Neuronal Maturation and Synaptic Activity A. Franco,S. Knafo, I. Banon-Rodriguez, P. Merino-Serrais, I. Fernaud-Espinosa, M. Nieto, J.J. Garrido, J.A. Esteban, F. Wandosell y I.M. Anton - Cerebral Cortex Doi :10.1093/cercor/bhr199 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/1hVtI
Sources :
plataforma Sinc, article du 3 août 2011