Ces travaux d’une équipe de Harvard éclairent les origines développementales des interneurones. Ces « papillons de l’âme » (Butterflies of the soul), comme les nomment les chercheurs, forment des réseaux complexes et font sans doute toute la différence entre un cerveau humain et un cerveau de n'importe quelle autre espèce.
Connus sous le nom d'interneurones, ces cellules jouent un rôle essentiel dans la transmission de l'information entre les neurones sensoriels et moteurs et le dysfonctionnement de ces cellules entraîne des maladies telles que la schizophrénie, l'autisme ou des déficits intellectuels.
Cependant, si la recherche se penche maintenant depuis plus d’un siècle sur ces interneurones, on ne sait toujours pas expliquer leur diversité et on connaît mal les fonctions spécifiques des différents sous-types. Les scientifiques de la Harvard Medical School, du New York Genome Center, de l'Université de New York, du Broad Institute du MIT décrivent ici, pour la première fois comment les interneurones « émergent » et se diversifient dans le cerveau.
En utilisant une technologie d'analyse unicellulaire, qui permet de suivre le comportement d’une cellule à la fois, l'équipe a pu suivre la trajectoire des interneurones, de leur tout premier état précurseur à leur forme la plus mature chez la souris. De plus, l’équipe est parvenue à identifier les principales voies génétiques qui déterminent leur devenir ainsi que les stades auxquels les différents gènes sont exprimés ou pas. Toutes ces données vont permettre d’avancer sur la compréhension des fonctions de l'interneurone et de développer de nouvelles stratégies de traitement pour les troubles associés à leur dysfonction, expliquent les chercheurs : « Nous savons depuis plus de 100 ans que ces cellules morphologiquement différentes et intéressantes existent dans le cerveau, mais leurs rôles individuels spécifiques dans la fonction cérébrale restent mal connus », commente le professeur Gordon Fishell, professeur de neurobiologie Broad Institute.
À l'aide d’une technique de séquençage monocellulaire (Drop-seq), l'équipe est en effet parvenue à profiler l'expression génique dans des milliers de cellules individuelles à différents moments de leur développement. Les chercheurs ont ainsi pu faire une série de constats majeurs : ils ont d'abord découvert que l'état précurseur de tous les interneurones présente des profils d'expression génique similaires, même lorsque ces interneurones proviennent de 3 zones cérébrales distinctes et donnent naissance à 14 sous-types d'interneurones ou plus.
Ces scientifiques ont également montré que ces interneurones partagent une trajectoire de développement commune au tout début de leur développement mais une poignée de gènes les fait « diverger » ensuite.
Ces recherches ont également permis de définir quatre classes d'interneurones, associées à certains gènes spécifiques. Par exemple, elles montrent que le gène Mef2c, dont les mutations sont liées à la maladie d'Alzheimer, la schizophrénie et à certains troubles neurodéveloppementaux chez les humains, est un marqueur embryonnaire précoce pour un sous-type d'interneurone spécifique connu sous le nom de « neurones Pvalb ». Si les chercheurs suppriment Mef2c dans des modèles animaux, les neurones de Pvalb ne peuvent plus se développer.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
