Des neuroscientifiques de l’Université médicale de Caroline du Sud (MUSC) rapportent dans Avancées scientifiques que les cellules cérébrales en forme d’étoile appelées astrocytes peuvent « éteindre » les neurones impliqués dans la rechute à l’héroïne. Les signaux liés à la drogue dans l’environnement peuvent intensifier le désir de chercher de la drogue, entraînant une rechute. Dans cet article, une équipe dirigée par Peter Kalivas, Ph.D., et Anna Kruyer, Ph.D., tous deux du Département de neurosciences, a examiné comment les astrocytes interagissent avec les neurones et si les astrocytes jouent un rôle important dans la régulation de la réponse aux indices de drogue.
Lorsque nous apprenons à faire du vélo ou à résoudre un problème mathématique, les cellules messagères de notre cerveau, appelées neurones, créent des connexions qui leur permettent de mieux communiquer afin que nous puissions plus facilement effectuer la même tâche la prochaine fois. La même chose se produit lorsque nous apprenons à associer le plaisir à des substances nocives, comme la drogue. Les neurones s’envoient des messages forts les uns aux autres, nous motivant à les rechercher encore et encore.
La communication entre les neurones est dirigée par une variété de cellules, en particulier un groupe de cellules en forme d’étoile appelées astrocytes. Les astrocytes entourent nos neurones et agissent comme des feux de circulation, régulant la communication entre les cellules, notamment lors de conduites addictives.
Un autre acteur important de la dépendance et des rechutes est le messager chimique glutamate. Le glutamate excite les neurones et les amène à envoyer des signaux électriques pour communiquer entre eux. Le laboratoire Kalivas a joué un rôle central dans l’établissement de l’importance du glutamate. Grâce à des décennies de recherche, Kalivas a développé « l’hypothèse de la dépendance au glutamate », a déclaré Kruyer.
Selon cette hypothèse, une trop grande quantité de glutamate peut provoquer une activation constante de nos neurones en réponse à des signaux environnementaux liés à la drogue. Ce tir constant met la communication entre les cellules en surmultipliée, encourageant le comportement de recherche de drogue et la rechute.
Kalivas et Kruyer ont découvert que les astrocytes peuvent ralentir la communication hyperactive.
Les astrocytes sont comme un frein dans une voiture et vous le poussez pour arrêter le signal du glutamate. »
Anna Kruyer, Ph.D., Département de neurosciences, MUSC
Mais comment font-ils exactement ?
Pour répondre à cette question, les chercheurs ont utilisé un modèle bien établi de rechute d’héroïne. Dans le modèle, les rats apprennent d’abord à s’auto-administrer de l’héroïne en appuyant sur un levier. Après avoir appuyé sur le levier, ils reçoivent le médicament ainsi que des signaux lumineux et sonores, permettant aux rats d’associer les signaux au médicament. Ensuite, le signal et le médicament sont supprimés, imitant le sevrage. Enfin, les animaux ont à nouveau accès au signal, et leur pression sur le levier est une mesure de la recherche de drogue et de la rechute.
En utilisant cette approche, Kruyer et Kalivas ont découvert que les astrocytes s’adaptent de deux manières pour réduire la recherche de drogue pendant le sevrage. Une famille d’astrocytes se rapproche des neurones et éloigne le glutamate de la synapse, réduisant ainsi la communication entre les neurones. Une autre famille augmente l’expression du transporteur de glutamate GLT-1, qui éponge l’excès de glutamate. Dans les deux cas, les astrocytes agissent comme des freins à la communication neuronale lors du sevrage.
Cependant, moins d’astrocytes étaient disponibles pour remplir cette fonction de freinage pendant la phase de rechute, et ils étaient situés plus loin des neurones. En utilisant une technologie chimique spéciale, Kruyer et Kalivas ont pu activer et désactiver les astrocytes pour modifier leur comportement, montrant que ces cellules en forme d’étoile jouent un rôle important.
Essentiellement, lorsque les astrocytes entourent les neurones », a expliqué Kruyer, « ils absorbent le glutamate et coupent cette synapse », a-t-elle déclaré. « Cependant, lorsqu’ils se rétractent des neurones, c’est comme si vous perdiez le frein. »
Ces résultats pourraient fournir de nouvelles informations sur la manière de prévenir les rechutes.
« Étant donné que les astrocytes du cerveau normal subissent deux adaptations pour supprimer les rechutes, nous pensons qu’ils peuvent constituer une cible cellulaire précieuse pour le développement de thérapies visant à cibler les rechutes dans les troubles liés à l’utilisation de substances », a déclaré Kruyer.
Des essais cliniques antérieurs ont montré que la réduction du glutamate seul n’est pas suffisante pour prévenir les rechutes chez l’homme. Ces résultats suggèrent la possibilité qu’un régime combiné qui non seulement réduit les niveaux de glutamate mais accentue également l’effet de freinage des astrocytes pourrait être plus efficace et justifier une étude plus approfondie.
« Historiquement, les neurones ont reçu toute l’attention en matière de pathologies comportementales », a déclaré Kruyer. « Nos résultats montrent que nous devons adopter une vision plus holistique du système nerveux et considérer que les types de cellules autres que les neurones ont la capacité d’influencer le comportement et pourraient détenir la clé du traitement de la rechute. »
Pour préparer le terrain pour de nouvelles thérapies à base d’astrocytes, le Kalivas Lab tente d’identifier des cibles génétiques potentielles.
« De nombreux gènes s’expriment dans les astrocytes qui ne sont pas exprimés dans d’autres cellules cérébrales, y compris les neurones », a déclaré Kalivas. « Comprendre lesquels de ces gènes sont essentiels à la régulation des rechutes par les astrocytes nous donne une idée de la façon de concevoir des médicaments qui augmenteront de manière sélective la capacité des astrocytes à inhiber les rechutes. Il s’agit d’un bras de recherche active dans notre laboratoire, et nous avons identifié un quelques produits géniques sélectifs pour les astrocytes qui peuvent servir de cibles dans le traitement des troubles liés à l’utilisation de substances.