Les neurones sont génétiquement programmés pour avoir de longues vies

Lorsque nos neurones – les principales cellules du cerveau – meurent, nous aussi.

La plupart des neurones sont créés au cours du développement embryonnaire et n’ont pas de «sauvegarde» après la naissance. Les chercheurs ont généralement cru que leur survie est déterminée de manière quasi extrinsèque, ou par des forces extérieures, telles que les tissus et les cellules que les neurones alimentent en cellules nerveuses.

Une équipe de recherche dirigée par Sika Zheng, un scientifique biomédical de l’Université de Californie à Riverside, a contesté cette notion et rapporte que la survie continue des neurones est également intrinsèquement programmée au cours du développement.

L’étude, publiée dans la revue Neurone, identifie un mécanisme qui, selon les chercheurs, est déclenché à la naissance du neurone pour diminuer intrinsèquement une forme générale de mort cellulaire – ou «apoptose» – spécifiquement dans les neurones. Lorsque cette régulation génétique est arrêtée, la survie neuronale continue est perturbée et conduit à la mort de l’animal.

La survie, la fonction cérébrale et la forme physique d’un organisme dépendent de la survie de ses neurones. Dans les organismes supérieurs, les neurones contrôlent la respiration, l’alimentation, la sensation, le mouvement, la mémoire, l’émotion et la cognition. Ils peuvent mourir de nombreuses causes non naturelles, telles que les maladies neurodégénératives, les blessures, les infections et les traumatismes. Les neurones sont des cellules à longue durée de vie, mais les contrôles génétiques qui permettent leur longévité sont inconnus.

L’équipe de Zheng rapporte maintenant que l’élément central du mécanisme impliqué est un petit morceau de séquence génétique de Bak1, un gène pro-apoptotique dont l’activation conduit à l’apoptose. L’expression de Bak1 est désactivée lorsque ce petit morceau de séquence génétique, appelé microexon, est épissé dans le produit final du gène Bak1. Les exons sont des séquences qui composent l’ARN messager.

«L’apoptose est une voie qui contrôle le renouvellement cellulaire et l’homéostasie tissulaire chez tous les métazoaires», a expliqué Zheng, professeur agrégé de sciences biomédicales. «La plupart des cellules non neurales s’engagent facilement dans l’apoptose en réponse à un stress intrinsèque et extrinsèque. Mais ce programme suicidaire cellulaire doit être maîtrisé pour les neurones afin qu’ils vivent pendant de nombreuses années. Nous montrons maintenant comment l’atténuation génétique de l’apoptose neuronale se produit. « 

L’équipe de Zheng a identifié le microexon Bak1 grâce à une analyse à grande échelle des données d’expression de tissus humains, de tissus de souris, de cerveaux en développement humains, de cerveaux antérieurs en développement de souris et de cerveaux moyens en développement de souris. L’équipe a d’abord comparé les tissus neuraux avec des tissus non neuraux chez les humains et les souris pour identifier les exons neuronaux spécifiques. Ensuite, ils ont découvert que les neurones corticaux réduisaient leur sensibilité à l’apoptose dès la naissance des neurones. Ils ont également constaté que l’apoptose est progressivement réduite au cours du développement neuronal avant que les neurones ne se connectent ou n’innervent d’autres cellules, ce qui suggère que des facteurs autres que les signaux extrinsèques peuvent jouer un rôle.

« Nous montrons que les neurones transforment la façon dont ils régulent la mort cellulaire au cours du développement », a déclaré Zheng. « Il s’agit d’assurer la longévité neuronale, qui est nécessaire pour maintenir l’intégrité des circuits neuronaux pour les fonctions cérébrales. »

Ensuite, l’équipe de Zheng étudiera si le mécanisme identifié est activé dans les maladies neurodégénératives et les blessures qui provoquent la mort des cellules neuronales.