Les connexions interneurones de la moelle épinière sondées par un microscope à fluorescence

15-10-2015

LA JOLLA, Calif.

Au moyen d’un microscope biphotonique à fluorescence, les chercheurs ont découvert de nouvelles informations quant à la manière dont la moelle épinière transmet les commandes du cerveau pour faire bouger le corps. 

Les constatations ont permis d’identifier des manières de réparer les connexions neuronales chez les patients souffrant de lésions à la moelle épinière ou de maladies neurodégénératives telle que la sclérose latérale amyotrophique (SLA). 

Les chercheurs du Salk Institute for Biological Studies ont utilisé un marqueur fluorescent pouvant être ajouté à des neurones multiples et s’illuminant lorsque l’une des cellules est activée. En observant une moelle épinière de souris à travers un microscope, les chercheurs ont pu voir en temps réel quelles cellules étaient activées lors de l’ajout de substances chimiques produisant les circuits de marche.

Les scientifiques ont ajouté de manière sélective des protéines fluorescentes au nuclei des neurones moteurs (réd.) afin de démontrer comment les cellules de la moelle épinière synchronisent de nombreux neurones simultanément pour permettre des mouvements complexes. Avec l’autorisation de Christopher Hinckley/Pfaff Lab, Salk Institute.

« Vous n’avez pas besoin de procéder à un quelconque traitement post-image pour interpréter cela, » a déclaré Samuel Pfaff, professeur au Gene Expression Laboratory de Salk. « Il ne s’agit que de signaux bruts que vous pouvez voir à travers l’oculaire d’un microscope, d’un moyen ahurissant de visualisation pour un neuroscientifique. » 

Le groupe de Pfaff a utilisé la nouvelle méthode pour répondre à une question de longue date afin de savoir comment une collection de cellules dans la moelle épinière, appelée le locomoteur générateur central de patron (GCP), se connecte aux neurones moteurs de droite pour permettre des mouvements comme la marche. 

On entend par GCP lorsque des signaux relativement simples du cerveau sont traduits dans des instructions plus complexes pour les neurones moteurs pour contrôler les muscles. Mais jusqu’à ce jour, les chercheurs ignoraient comment les cellules GCP créent des liens avec des neurones moteurs. 

En ajustant les emplacements et les identités des neurones moteurs et en observant les schémas d’activation en résultant, les chercheurs ont constaté que les cellules CPG ne s’appuyaient pas uniquement sur des emplacements des neurones moteurs pour se connecter à eux. Au lieu de cela, l’identité génétique de chaque sous-type de cellules — ce qui diffère ceux qui contrôlent le muscle quadriceps de ceux qui contrôle le muscle du mollet, par exemple — est également importante. 

Il s’agit d’une principale constatation pour la recherche afin de savoir comment traiter des lésions à la moelle épinière et la SLA, a déclaré Pfaff. 

Les efforts actuels impliquent des cellules souches qui sont transformées en neurones moteurs et ensuite implantées dans la moelle épinière pour régénérer les connexions endommagées. Les résultats de l’équipe de Salk suggèrent cependant que les neurones moteurs généraux pourraient ne pas faire l’affaire; des sous-types spécifiques de neurones moteurs pourraient être nécessaires. 

Les fonds destinés à ces travaux provenaient du National Institutes of Health, Howard Hughes Medical Institute, Christopher and Dana Reeve Foundation, Sol Goldman Trust et la Marshall Heritage Foundation. 

La recherche a été publiée dans Neuron (doi: 10.1016/j.neuron.2015.08.005).

 

Traduction : Brigitte Vanden Cruyce

Source : Photonics

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