L'interleukine-1 (IL-1) est une molécule clé impliquée dans l'inflammation et joue un rôle important dans les états sains et malades. En cas de maladie, des niveaux élevés d'IL-1 dans le cerveau sont liés à la neuroinflammation, qui peut perturber la réponse du corps au stress, provoquer des comportements de type malade, aggraver l'inflammation en activant les cellules immunitaires du cerveau et permettre aux cellules immunitaires du corps de pénétrer dans le cerveau. . Cela peut également entraîner des lésions cérébrales en amenant les cellules de soutien à produire des molécules nocives. Des taux élevés d'IL-1 sont associés à des troubles de l'humeur, tels que la dépression, ainsi qu'à des problèmes de mémoire et de réflexion.
À l’inverse, dans des conditions normales sans inflammation, l’IL-1 joue un rôle essentiel dans le cerveau. Il aide à réguler l’activité hormonale, favorise des habitudes de sommeil saines et améliore les fonctions cognitives telles que la mémoire et l’apprentissage.
L'IL-1R1 est comme une sonnette sur les cellules qui sonne en cas d'infection ou de blessure, et dans les cellules immunitaires, elle signale au corps de déclencher une réponse immunitaire. Cependant, on ne pense pas que les neurones qui expriment l’IL-1R1 induisent une inflammation, ce qui suggère que ces cellules pourraient en fait intégrer des signaux immunitaires dans les signaux neuronaux. Il reste à déterminer où et comment l’IL-1R1 (Interleukin-1 Receptor Type 1) peut contrôler ou modifier la fonction cérébrale normale.
Aujourd’hui, une nouvelle étude de la Florida Atlantic University fournit à ce jour la cartographie la plus détaillée et la plus complète de l’expression neuronale de l’IL-1R1 (nIL-1R1) dans le cerveau de la souris, résolvant ainsi des incohérences de longue date. Des recherches antérieures ont suggéré que la signalisation de l'IL-1 dans les neurones est impliquée dans les comportements liés à la maladie, à l'anxiété et aux modifications du sommeil, mais les circuits neuronaux exacts impliqués n'ont pas été bien définis.
L'étude, publiée dans le Journal de neuroinflammationréduit les populations neuronales spécifiques et les systèmes de neurotransmetteurs qui pourraient médier ces effets. Les chercheurs ont pu marquer les populations neuronales qui expriment nIL-1R1 à l’aide d’une approche intelligente de marquage cellulaire, offrant ainsi de nouvelles informations sur les rôles fonctionnels de ce récepteur dans le système nerveux central (SNC).
Des études antérieures menées par le laboratoire FAU Quan révèlent que la signalisation chronique de l'IL-1 dans les neurones glutamatergiques influence les comportements cognitifs et d'évitement social, en particulier dans le contexte de la neuroinflammation et des troubles liés au stress. Cela conforte l'idée selon laquelle nIL-1R1 pourrait jouer un rôle crucial dans des conditions telles que le stress chronique, la dépression et l'anxiété dans les circuits neuronaux uniques décrits par la présente étude.
À l’aide de souris génétiquement modifiées, les chercheurs ont identifié des neurones dans certaines zones du cerveau, telles que le cortex somatosensoriel, l’hippocampe et d’autres, qui possèdent l’IL-1R1 neuronale. La plupart de ces neurones utilisent le glutamate (un neurotransmetteur pour la signalisation), tandis que certains utilisent la sérotonine (importante pour l'humeur). Ils ont découvert que ces neurones positifs pour l’IL-1R1 sont impliqués dans des circuits qui contrôlent le traitement sensoriel, la régulation de l’humeur et la mémoire.
Notre étude montre comment certains neurones sont connectés aux signaux immunitaires et peut aider à expliquer comment l’inflammation contribue aux troubles sensoriels, de l’humeur et de la mémoire. Ces découvertes pourraient conduire à de nouvelles façons de traiter les troubles cérébraux liés à l’inflammation. En termes d'implications comportementales, nos résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle la signalisation nIL-1R1 influence le comportement émotionnel et cognitif.
Ning Quan, Ph.D., auteur principal, professeur de sciences biomédicales, FAU Schmidt College of Medicine et chercheur au FAU Stiles-Nicholson Brain Institute
Les résultats révèlent que l’expression de nIL-1R1 est plus importante dans les systèmes somatosensoriel et glutamatergique, des domaines jusqu’alors peu étudiés dans ce contexte. Parmi les régions cérébrales identifiées comme exprimant nIL-1R1, le gyrus denté (DG) a été systématiquement mis en évidence, réaffirmant son rôle de site clé pour l'expression neuronale de l'IL-1R1. L'étude identifie également les centres de relais thalamiques et diverses régions corticales sensorielles, suggérant que la signalisation IL-1 pourrait jouer un rôle important dans le traitement sensoriel.
« Cette nouvelle découverte soulève la question de savoir si les signaux immunitaires influencent notre traitement sensoriel et si les altérations des signaux sensoriels médiées par l'IL-1R1 contribuent aux problèmes cognitifs, à l'anxiété ou à la dépression », a déclaré Dan Nemeth, Ph.D., premier auteur et chercheur postdoctoral. membre du FAU Schmidt College of Medicine et du Stiles-Nicholson Brain Institute. « De plus, cette étude montre que les neurones ne signalent pas de la même manière que les autres cellules exprimant l'IL-1R1. »
Alors que les chercheurs ont découvert l'IL-1R1 neuronale dans les régions du cerveau liées à l'humeur, à l'affect et à la cognition, une découverte inattendue est que l'IL-1R1 est exprimée dans les neurones du système sensoriel. Grâce à la transcriptomique spatiale de haute technologie, ils ont identifié que l'IL-1R1 neuronale régule les voies génétiques impliquées dans l'organisation des synapses sans déclencher une inflammation typique. Ceci suggère que l'IL-1R1 joue un rôle dans la formation synaptique et peut modifier les circuits neuronaux et leur fonction.
« Avec la cartographie la plus détaillée de l'expression neuronale de l'IL-1R1 dans le cerveau de la souris à ce jour, cette étude apporte un niveau de clarté sans précédent sur la manière dont la signalisation de l'IL-1 affecte les circuits neuronaux qui régissent le comportement », a déclaré Randy D. Blakely, Ph. D., co-auteur, directeur exécutif du FAU Stiles-Nicholson Brain Institute, professeur émérite David JS Nicholson en neurosciences et professeur de sciences biomédicales au Schmidt College of de la FAU. Médecine. « Les résultats ouvrent la porte à de nouvelles voies d'exploration, offrant des informations essentielles sur les mécanismes sous-jacents aux états comportementaux normaux et perturbés observés dans les troubles liés au stress, la dépression et l'anxiété. »
