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Construction du système nerveux : des forces mécaniques en action

Jusqu'à présent, il était admis que l’axone d’un neurone se forme en émergeant d'un corps cellulaire statique, puis en naviguant vers sa cible en réponse à des molécules de guidage. Mais une équipe de l’Institut de biologie Paris-Seine a découvert l'existence d’un autre mécanisme : des forces mécaniques externes appliquées sur le neurone entraînent le déplacement passif du corps cellulaire, allongeant ainsi son axone.

C’est en s’intéressant au développement des neurones sensoriels olfactifs du poisson zèbre que l’équipe Morphogenèse du cerveau des vertébrés, dirigée par Sylvie Schneider-Maunoury, a mis en évidence ce mécanisme original. Au cours du développement, ces neurones doivent en effet mettre en place des connexions avec le cerveau.

Après avoir filmé le tissu nerveux sur une dizaine d’heures au total, les chercheurs ont observé que les axones olfactifs s'allongent par le déplacement des corps cellulaires : ceux-ci s'éloignent de l’extrémité de leur axone, qui reste quant à elle fixe, ancrée à la surface du cerveau. Un phénomène qui diffère du mode classique d'élongation axonale !

Pour mieux comprendre comment se produit le mouvement des corps cellulaires, les chercheurs ont analysé le rôle des composants du cytosquelette des neurones, connus pour contrôler la migration de ces cellules dans d'autres contextes. Ils ont alors constaté que le déplacement des corps cellulaires ne dépend pas du cytosquelette intracellulaire : c’est un processus passif, qui ne nécessite pas de moteur interne.

Cela suggère que des forces mécaniques externes aux neurones poussent ou tirent les corps cellulaires, les obligeant ainsi à s'éloigner de leurs terminaisons axonales. Reste désormais à déterminer d’où proviennent ces forces. Ce sera l’objectif des prochains travaux. "Nous souhaitons aussi comprendre comment ces forces mécaniques se traduisent en réponse moléculaire à l'intérieur des neurones, et notamment comment l’axone, sous leur impact, recrute le matériel nécessaire à son élongationÀ terme, nos travaux pourraient aider à mettre au point de nouvelles approches d'ingénierie tissulaire dédiées à la réparation du cerveau et de la moelle épinière, exploitant la réponse des neurones aux forces mécaniques" conclut la chercheuse Marie Bréau.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

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