Les chercheurs ont identifié deux commutateurs de canaux ioniques qui régulent la libération de dopamine dans le cerveau, une première étape qui pourrait un jour conduire à des thérapies pour un large éventail de maladies et de troubles qui ont actuellement peu de solutions.
Les interrupteurs aident à réguler l’apprentissage et l’état de motivation chez les souris. Les humains possèdent également des centaines de ces canaux, qui régissent de nombreux processus chimiques et hormonaux qui influencent le comportement et l’humeur. L’équipe de recherche de l’École de médecine de l’Université de Washington espère identifier des médicaments pour cibler ces canaux. Ces candidats-médicaments pourraient ensuite être testés dans des essais cliniques.
La capacité de manipuler avec précision la façon dont les neurones producteurs de dopamine du cerveau régulent différents comportements est une étape majeure vers le développement de meilleures thérapies pour une gamme de maladies mentales. »
Larry Zweifel, professeur de psychiatrie et de sciences du comportement, UW School of Medicine
La recherche est mise en évidence dans un nouvel article, publié le 11 août dans la revue Science Advances.
Dix-sept chercheurs du laboratoire de Zweifel ont travaillé sur l’étude avec la boursière postdoctorale Barbara Juarez, l’auteur principal de l’article. Elle est maintenant professeur à l’Université du Maryland, Baltimore.
« C’est ce sur quoi nous travaillons depuis un certain temps : comprendre comment les signaux de la dopamine sont régulés afin de pouvoir proposer de meilleures thérapies », a déclaré Zweifel. « Ils ne ciblent peut-être pas ces canaux spécifiques, mais maintenant que nous commençons à maîtriser le mécanisme, nous pourrons peut-être trouver d’autres acteurs dans le processus qui constituent de meilleures cibles. »
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que deux canaux ioniques, Kv4.3 et BKCa1.1, faisaient partie intégrante de la libération de dopamine. Ils ont découvert que ces canaux régissaient le schéma de déclenchement des neurones dopaminergiques et de libération de dopamine sur différentes échelles de temps pour influencer des phases distinctes de comportement renforcé chez la souris.
Lorsque la dopamine est libérée dans le cerveau, elle sort selon deux schémas différents : une libération lente et constante appelée « tonique » et une libération rapide à haute concentration appelée « phasique ». Les deux schémas de dispersion régulent le cerveau de différentes manières pour lui permettre d’accomplir des fonctions spécifiques.
Les scientifiques ont émis l’hypothèse que les modèles sont régulés par ces deux canaux, ils les ont donc génétiquement mutés pour voir si et comment les modèles de libération – et le comportement des animaux – changeraient.
Lorsque les chercheurs ont supprimé le canal qui contrôle l’activité tonique, cela a conduit les souris à un flux hypertonique, qui à son tour a créé un état de motivation accru. Dans cette condition, une fois que les animaux ont appris une tâche, ils étaient plus motivés pour la réessayer et ont exécuté la tâche plus rapidement. Lorsque les chercheurs ont supprimé le canal qui contrôle l’activité phasique, il a augmenté les niveaux élevés transitoires de dopamine en réponse à des événements spécifiques. Cela a permis aux animaux d’apprendre beaucoup plus rapidement.
Les chercheurs pensent qu’ils ont une clé pour « améliorer la fonction cognitive, par exemple, chez les patients qui ont des troubles d’apprentissage », a déclaré Zweifel. « Ou augmenter la motivation chez les personnes souffrant de dépression, où vous avez un état de motivation réduit. Nous espérons que c’est finalement ce que nous pouvons faire. »
La toxicomanie, la schizophrénie et les troubles du spectre autistique sont d’autres domaines dans lesquels ces découvertes pourraient suggérer des traitements thérapeutiques.
