Les astrocytes, petites cellules en forme d’étoile, jouent un rôle important dans la transmission des signaux dans le cerveau. Étant donné que la protéine Ezrin se trouve en abondance dans les vrilles des astrocytes, on suppose qu’elle joue un rôle dans le fonctionnement du cerveau. Des chercheurs de l’Institut Leibniz sur le vieillissement – Institut Fritz Lipmann (FLI) à Iéna, en Allemagne, ont mené in vivo des études sur la fonction et le rôle d’Ezrin dans le développement du cerveau et du cerveau adulte. Bien qu’un manque d’Ezrin ait peu d’effet sur le développement, il modifie le traitement du signal et la forme des astrocytes. Ces effets semblent atténuer efficacement la toxicité des neurotransmetteurs, en particulier le glutamate, et ainsi protéger les souris du stress (par exemple, accident vasculaire cérébral).
Les astrocytes sont des cellules en forme d’étoile dans le cerveau qui jouent un rôle important dans le maintien de la barrière hémato-encéphalique, l’approvisionnement des cellules nerveuses en nutriments et l’élimination des produits métaboliques. À plus de 50 %, elles constituent la majorité des cellules gliales, les cellules de soutien du cerveau, qui jusqu’à récemment étaient considérées comme un peu plus qu’une sorte de « colle » retenant les cellules nerveuses ensemble. Mais ce point de vue a radicalement changé ces dernières années, en particulier pour les astrocytes.
On pense maintenant que les astrocytes jouent un rôle important dans la transduction du signal dans le cerveau grâce à leurs ramifications rayonnantes (appelées vrilles d’astrocytes), avec lesquelles ils négocient le contact entre les cellules nerveuses et les vaisseaux sanguins. Parmi d’autres blocs de construction importants, la protéine Ezrin se trouve en abondance dans les vrilles des astrocytes. Cela suggère qu’Ezrin est également important pour la fonction des astrocytes au cours du développement neuronal du cerveau. Bien qu’Ezrin ait été largement étudié in vitro en culture cellulaire, il y a eu jusqu’à présent peu in vivo des études sur le rôle de cette protéine dans les astrocytes.
Dans une étude récente, le groupe de recherche « Nerve Regeneration » dirigé par le professeur Helen Morrison de l’Institut Leibniz sur le vieillissement – Institut Fritz Lipmann (FLI) à Iéna, en Allemagne, a maintenant découvert le rôle que joue Ezrin dans le développement du cerveau et comment son absence peut préparer le cerveau à minimiser les dommages après un stress, comme un accident vasculaire cérébral. L’étude a récemment été publiée dans la célèbre revue Glie.
Sommaire
Quel rôle joue Ezrin dans le développement du cerveau ?
Comme nous le savons de nos propres recherches, dans le cerveau en développement, Ezrin se trouve principalement dans les neurones en développement et se trouve également dans le cerveau adulte dans les saillies périphériques des astrocytes. Mais jusqu’à présent, il n’y a pas eu de in vivo études de son importance fonctionnelle pour le système nerveux.
Prof. Helen Morrison, Institut Leibniz sur le vieillissement – Institut Fritz Lipmann (FLI) à Iéna, Allemagne
Dans le cadre d’un projet de recherche doctorale, in vivo des études ont donc été menées sur des souris dépourvues de la protéine Ezrin dans le système nerveux. Les investigations se sont concentrées principalement sur le cortex cérébral. Une attention particulière a été portée aux astrocytes et à leurs vrilles afin d’étudier plus en détail le rôle d’Ezrin dans le développement cérébral et dans le fonctionnement du cerveau adulte.
La carence en ezrine n’affecte pas le développement du cerveau
« Nous avons d’abord été assez surpris que les souris se soient développées complètement normalement malgré l’absence d’Ezrin. Par rapport aux souris de type sauvage, elles n’ont également montré aucun déficit évident d’apprentissage ou de mémoire », rapporte le Dr Stephan Schacke, qui a rédigé sa thèse de doctorat sur ce sujet. « Selon toutes les apparences, au fur et à mesure que le cerveau se développe, des protéines structurellement et fonctionnellement apparentées très similaires à Ezrin prennent en charge sa fonction manquante et contrecarrent ainsi sa perte. » Ce n’est que lors de l’exploration de nouveaux environnements que les souris modifiées ont montré un comportement différent et ralenti, suggérant des changements dans le traitement du signal neuronal.
La carence en ezrine affecte le métabolisme du glutamate et modifie la forme des astrocytes
Les méthodes histologiques et les analyses du protéome ont pu démontrer que le manque d’ezrine altère d’importants processus biologiques cellulaires, tels que le métabolisme du glutamate. Le glutamate est l’un des neurotransmetteurs excitateurs les plus importants du système nerveux central et est vital pour la transmission du signal entre les cellules nerveuses.
La force de la transmission du signal est contrôlée, entre autres, par la quantité de glutamate libérée et par la durée jusqu’à ce que le neurotransmetteur soit réabsorbé (et donc la transmission se termine). Dans la transmission du signal, un rôle important est joué par la protéine GLAST, qui est directement impliquée dans la recapture du glutamate. En l’absence d’Ezrin, la quantité de GLAST augmente, ce qui accélère vraisemblablement la recapture du glutamate. En conséquence, la transmission du signal est à la fois affaiblie et raccourcie. Cela pourrait être une explication possible du comportement exploratoire plus lent des souris modifiées.
Le manque d’Ezrin conduit également à la régulation à la hausse de GFAP, une protéine de filament glial également présente dans les astrocytes et responsable de leurs propriétés mécaniques, de leur motilité et de la forme de leurs cellules. Des niveaux accrus de GFAP sont un indicateur que les astrocytes ont subi des changements morphologiques dans leur apparence et ont adopté un « état réactif », qui est également observé dans les lésions cérébrales ou les maladies.
La perte d’Ezrin peut-elle aider à prévenir les AVC ?
Dans des études ultérieures, il a été montré que – par rapport aux souris de type sauvage – les modifications des astrocytes déclenchées par l’absence d’Ezrin protègent mieux ces souris du stress, tel qu’un accident vasculaire cérébral ischémique, dans lequel le cerveau n’est plus suffisamment alimenté en sang et en oxygène. en raison d’une artère obstruée. « Ces souris peuvent mieux résister à un accident vasculaire cérébral que leurs parents de type sauvage car, en raison de la régulation à la hausse de GLAST, elles ont déjà appris à atténuer la nocivité et la toxicité des neurotransmetteurs, en particulier le glutamate, ce qui peut entraîner une surcharge de stimulus et la mort neuronale si la dose est trop élevée », explique le professeur Morrison.
« Notre étude fournit donc non seulement les premières informations importantes sur l’importance de la protéine Ezrin pour la fonction des astrocytes dans notre corps, mais indique également un moyen possible d’obtenir de meilleurs résultats thérapeutiques après un accident vasculaire cérébral si l’excitotoxicité neuronale – la blessure et la mort des neurones induite par une accumulation excessive de glutamate – peut être efficacement prévenue. » Des recherches ultérieures exploreront cette possibilité.
