Le cerveau crée et détruit constamment des synapses, ce qui le maintient efficace en ne stockant que les informations utiles. Des chercheurs ont récemment découvert la clé de ce processus, qui est également impliqué dans les troubles neurologiques tels que la schizophrénie ou la démence fronto-temporales (DFT).
Imaginer le cerveau comme à un arbre en croissance : les branches poussent dans tous les sens et il faut l’élaguer régulièrement pour que les branches principales se développent dans les meilleures conditions. Dès l’âge de trois ans, le nombre de connexions entre neurones (synapses) diminue à raison de trois millions par seconde. Une armée de «jardiniers» supprime les synapses les moins pertinentes et entretient les plus importantes – telles que celles servant à signaler un danger.
Microglies contre astrocytes : qui est le meilleur ?
Jusqu’à présent, on pensait que ce rôle d’élagage était joué par les microglies, déjà responsables de l’élimination des débris cellulaires des neurones endommagés (par exemple, après une lésion cérébrale). En 2011, une équipe italienne a montré comment les microglies «avalent» les synapses pendant le développement postnatal chez la souris. En réduisant le nombre de microglies, les chercheurs ont découvert que les souris avaient plus de synapses mais moins efficaces.
Ce rôle leur est cependant contesté, aujourd’hui par une nouvelle étude publiée dans Nature. « Nous avons montré ici pour la première fois que ce sont les astrocytes, et non les microglies, qui éliminent constamment les connexions synaptiques excitatrices, excessives et inutiles des adultes en réponse à l’activité neuronale », a expliqué Won-Suk Chung, chercheur au Korea Advanced Institute of Science and Technology (Kaist).
Les astrocytes, ainsi appelés en raison de leur forme d’étoile, forment un réseau autour des neurones, semblable aux lianes autour d’une branche. Ils remplissent de nombreuses fonctions, principalement la transmission synaptique et les connexions entre neurones, mais leur capacité à «manger» les synapses était auparavant inconnue.
Éliminer les synapses qui encombrent la mémoire
Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont développé un capteur moléculaire capable de détecter la suppression des synapses par les cellules gliales et de quantifier la fréquence et le type de synapses supprimées. Ils ont utilisé ce capteur chez des souris dépourvues de MEGF10, le gène que les astrocytes utilisent pour supprimer les synapses.
Ces souris ont un nombre inhabituellement élevé de synapses excitatrices dans l’hippocampe. Cependant, ces synapses excitatrices sont fonctionnellement altérées, ce qui entraîne des troubles d’apprentissage et la formation de mémoire excédentaire.
Les astrocytes pour traiter la schizophrénie et l’autisme ?
Il reste à voir comment se fait la classification entre les bonnes et les mauvaises synapses. Les astrocytes détruisent-ils sans discernement les synapses, seules les plus actives (et donc les plus utilisées) résistent à leur attaque ? Il est également possible que les synapses moins actives envoient des signaux chimiques qui «attirent» les astrocytes.
Il semble également que chaque région du cerveau ait des taux d’élimination synaptique différents. Cependant, la modulation astrocytaire pourrait être une voie de traitement pour plusieurs troubles neurologiques impliquant une mauvaise « taille » des synapses, telles que certaines formes d’autisme, de schizophrénie, de démence fronto-temporale ou de crises d’épilepsie sévères.
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