Les biologistes débloquent un nouveau remède contre le décalage horaire chez la souris

Les biologistes débloquent un nouveau remède contre le décalage horaire chez la souris

Voyage en avion a ouvert la porte à l'expérience de différentes cultures et d'explorer les merveilles naturelles. Autrement dit, si vous pouvez passer le décalage horaire.

Mais que faire si vous pouviez prendre le contrôle du système de chronométrage quotidien du cerveau? Les biologistes de l'Université de Washington à Saint-Louis ont découvert un remède contre le décalage horaire chez les souris en activant un petit sous-ensemble des neurones impliqués dans l'établissement des rythmes quotidiens, tel que rapporté dans une publication en ligne de Neuron.

Toutes les fonctions essentielles du corps sont synchronisées avec l'heure locale par l'horloge quotidienne ou circadienne du corps. Un petit point tout en bas du cerveau, près du toit de la bouche, nous rappelle de nous réveiller et de nous coucher à une heure régulière chaque jour. Cette horloge maître est appelée le noyau suprachiasmatique, ou SCN.

Lorsque ce système est perturbé -; par travail posté ou par fuseau horaire, par exemple -; les 20 000 neurones du SCN luttent pour adapter le corps au nouvel horaire. En stimulant seulement 10% de ces neurones à se déclencher avec le bon schéma d'activité électrique, les chercheurs ont constaté que les souris se déplaçaient rapidement vers le nouvel horaire quotidien.

"Tout comme votre montre est bonne à garder le temps mais est inutile si vous ne pouvez pas l'heure locale", a déclaré Erik Herzog, professeur de biologie dans les arts et sciences, "nous nous sommes demandé comment l'horloge du corps s'adapte à son heure locale."

Herzog et son laboratoire soupçonnaient qu'un petit sous-ensemble de neurones SCN était impliqué parce qu'il produit un polypeptide intestinal vasoactif ou VIP, un composé essentiel que les neurones utilisent pour communiquer et synchroniser leurs rythmes quotidiens entre eux.

"Nous avons émis l'hypothèse que les neurones VIP sont comme les grand-mères qui sont chargées de dire à tout le monde ce qu'il faut faire", a déclaré Herzog. Il y a seulement environ 2.000 neurones VIP dans le SCN des personnes et des souris.

Pour tester cette idée, Cristina Mazuski, une ancienne étudiante diplômée du laboratoire Herzog, a d'abord développé un moyen de caractériser les schémas de tir quotidiens normaux des neurones VIP.

En enregistrant les potentiels d'action d'une milliseconde d'un ensemble de neurones, ils ont pu identifier deux classes de neurones VIP. Les neurones Tonic VIP ont tiré à un rythme régulier avec des intervalles espacés régulièrement entre chaque épisode de tir et des neurones irréguliers VIP tirés en doublets ou en triplets avec des intervalles espacés régulièrement après chaque doublet ou triplet.

Les chercheurs ont ensuite testé si l'activation des neurones VIP changerait l'horaire quotidien du SCN et des souris.

Pour mener l'expérience, les chercheurs ont gardé les souris dans l'obscurité totale toute la journée et toute la nuit sans indices environnementaux sur l'heure qu'il était. En utilisant un outil appelé optogénétique, ils ont activé seulement les neurones VIP à la même heure tous les jours, une procédure qui imitait voler à un nouveau fuseau horaire.

"C'était une étape importante pour comprendre comment le RCS maintient les organismes synchronisés à leur programme d'éclairage local", a déclaré Mazuski.

Tester les différents modèles de tir des neurones VIP, les chercheurs ont constaté que les souris ont dépassé le décalage horaire plus rapidement lorsque les neurones VIP ont été activés à feu irrégulier. Les souris ont été plus lentes à s'adapter à la nouvelle heure locale lorsque leurs neurones VIP ont été excités avec des motifs toniques.

"Nous avons trouvé que le motif irrégulier provoque la libération de VIP par les neurones VIP", a déclaré Herzog. "VIP, nous pensons, est le jus qui est capable de déplacer l'horloge plus rapidement."

"Nous commençons vraiment à comprendre comment le système de synchronisation dans le cerveau est branché ensemble, et nous avons trouvé que le code utilisé par les neurones VIP est vraiment la clé pour établir notre horaire quotidien", a déclaré Herzog.

À l'avenir, les chercheurs espèrent apprendre des façons d'encourager les neurones VIP à libérer leur VIP afin de choisir la serrure de l'horloge et réduire le décalage horaire pour les voyageurs humains et les travailleurs postés.

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