Boost de connexion : Les changements dans l’expression de TSC2 augmentent la densité des synapses des neurones excitateurs (magenta) sur les interneurones PV (cyan, en haut) mais pas sur les interneurones SST (cyan, en bas).
Selon un nouveau étudier. En conséquence, les circuits neuronaux forgés entre les interneurones – qui sont inhibiteurs – et les cellules excitatrices ailleurs dans le cerveau peuvent être particulièrement sensibles au développement perturbé, selon les chercheurs.
Les interneurones à parvalbumine (PV) et les interneurones à somatostatine (SST) se développent à partir du même type de cellule progénitrice et partagent des voies de migration vers le néocortex, où ils occupent les mêmes couches. Au-delà de ces similitudes, cependant, ils ciblent différentes cellules pour la connexion et jouent de manière frappante différents rôles dans les circuits neuronaux.
Ces schémas de câblage distincts découlent, au moins en partie, de différences dans la façon dont les deux types d’interneurones expriment la voie mTOR liée à l’autisme, le nouveau travail suggère : la suppression d’une ou des deux copies de TSC2 dans les interneurones inhibiteurs chez la souris, qui modifie la signalisation mTOR dans la cellule, modifie la façon dont les interneurones PV – mais pas la variété SST – reçoivent les synapses des cellules excitatrices.
Cela indique pourquoi la fonction des interneurones PV en particulier semble être modifié dans des conditions liées à l’autisme, comme l’ont montré des études antérieures, déclare le co-chercheur principal Oscar Marin, professeur de neurosciences au King’s College de Londres au Royaume-Uni. “Il semble y avoir une certaine convergence autour de ce type de cellule”, dit-il.
Mutations dans TSC2 ou le gène apparenté TSC1 conduisent à sclérose tubéreuse. Les protéines des deux gènes suppriment la voie de signalisation mTOR, qui régule la croissance et la prolifération cellulaires, et leur absence entraîne des tumeurs bénignes dans tout le corps, y compris dans le cerveau. Les personnes atteintes de sclérose tubéreuse souffrent également souvent de déficience intellectuelle et d’épilepsie, ainsi que d’une probabilité accrue d’être diagnostiquées autistes.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que pour les interneurones PV et SST, la perte de TSC2 augmentait la signalisation mTOR dans le tissu cérébral des souris, entraînant des cellules plus grandes que chez les témoins. Mais contrairement aux interneurones SST, les interneurones PV manquant d’une copie du gène TSC2 – et dans une plus grande mesure, ceux manquant des deux copies – ont également montré un développement altéré des synapses : bien que les connexions des interneurones PV aux neurones excitateurs n’aient pas été affectées, celles des cellules excitatrices reviennent sur Les cellules photovoltaïques étaient plus denses que la moyenne.
Pour former des synapses avec les cellules excitatrices, les interneurones PV post-synaptiques s’appuient sur ERBB4 récepteurs, des recherches antérieures du groupe l’ont montré, et la nouvelle étude suggère que ces récepteurs pourraient expliquer la différence entre les deux types de cellules. La perte de la fonction du récepteur entraîne une suractivation de TSC2, qui émousse la voie mTOR et régule à la baisse la production de certaines protéines au site d’une synapse potentielle. En revanche, l’activation du récepteur augmente leur expression. Les interneurones PV qui exprimaient moins de ces protéines synaptiques avaient une densité plus faible de synapses formées par les neurones excitateurs, ont rapporté les chercheurs en décembre en La science.
“Cela suggérerait que la synthèse des protéines est un mécanisme cellulaire pour modifier la contribution de synapses spécifiques dans un circuit”, explique Emilie Osterweil, professeur de neurosciences moléculaires à l’Université d’Édimbourg en Écosse, qui n’a pas participé aux travaux. C’est quelque chose que les chercheurs ont spéculé, dit-elle, mais qui a été difficile à illustrer in vivo.
Et parce que la production des protéines pertinentes se produit au site de ces jonctions excitatrices-inhibitrices, il semble y avoir quelque chose d’important à ce qu’elles soient traduites localement, déclare le co-chercheur principal Béatrice Ricoprofesseur de neurobiologie du développement au King’s College de Londres.
Cette conclusion “pourrait être un peu prématurée”, note Eric Klann, professeur de sciences neurales à l’Université de New York. Les protéines que Rico et ses collègues ont identifiées semblent être nécessaires à la formation des synapses, mais l’étude ne démontre pas qu’elles doivent être synthétisées localement, dit-il.
Sjusqu’à ce que les résultats de l’étude soulèvent des questions intéressantes sur la biologie d’autres conditions neurodéveloppementales, dit Klann. “Ce serait bien de savoir si ce type de changement spécifique aux synapses au cours du développement est présent” dans d’autres modèles animaux liés à l’autisme, ajoute-t-il.
Les résultats “renforcent également l’argument selon lequel mTOR pourrait être un point de convergence pour plusieurs formes d’autisme », dit Mustafa Sahinprofesseur de neurologie à la Harvard Medical School et au Boston Children’s Hospital, qui n’a pas participé aux travaux.
À l’avenir, l’équipe étudiera si la perte de TSC2 a un effet similaire sur les synapses dans le tissu cérébral humain, dit Marin. «Ce sera rassurant que nous soyons sur quelque chose qui devrait se traduire par des patients. Parce que le but ultime n’est pas seulement de comprendre la biologie, mais de trouver un moyen d’identifier de nouvelles thérapies.
Citer cet article : https://doi.org/10.53053/CQBN4627
