Une nouvelle étude dirigée par l’Université de Californie à Irvine révèle comment les forces mécaniques et la mécanique des tissus influencent la morphologie du cerveau en développement et établit un lien direct dans les cellules souches neurales entre Piezo1, un canal ionique activé mécaniquement, et les niveaux de cholestérol intracellulaire au cours de l’activité neurale. développement.
L’étude, intitulée « Piézo1 régule la biosynthèse du cholestérol pour influencer le destin des cellules souches neurales au cours du développement du cerveau », a été publié aujourd’hui dans le Journal de physiologie générale. Les résultats de l’étude démontrent un rôle pour Piezo1 dans le processus neurodéveloppemental qui module la quantité, la qualité et l’organisation des cellules en influençant le métabolisme du cholestérol cellulaire.
Notre découverte surprenante reliant Piezo1 et le cholestérol motive également les recherches sur Piezo1 dans les maladies neurodégénératives liées à l’homéostasie du cholestérol, comme la maladie d’Alzheimer. En contrôlant l’activité de Piezo1 par le biais de thérapeutiques, nous pourrons peut-être développer de nouveaux traitements pour certaines de ces maladies. »
Medha Pathak, PhD, professeure adjointe, Département de physiologie et biophysique à l’École de médecine de l’UCI
Le développement neuronal est un processus en plusieurs étapes qui implique l’orchestration de nombreux événements complexes pour générer le cerveau et la moelle épinière. Au fur et à mesure que le cerveau se développe, les cellules se multiplient et s’organisent en structures et se connectent avec d’autres cellules. Ces processus produisent des forces mécaniques qui façonnent davantage la structuration du cerveau, mais la façon dont les cellules détectent ces signaux mécaniques n’est pas entièrement comprise.
« Nous avons précédemment découvert que les canaux Piezo1 sont activés en réponse aux forces mécaniques appliquées à la fois de l’extérieur et générées par les cellules dans les cellules souches / progénitrices neurales dérivées du cerveau fœtal humain, et nous montrons maintenant dans notre étude actuelle que Piezo1 est important pour le bon développement du cerveau », a déclaré Jamison Nourse, PhD, scientifique adjoint du projet au Département de physiologie et biophysique et premier auteur de l’étude. « Grâce à nos recherches, nous avons découvert un nouveau lien entre Piezo1 et la biosynthèse du cholestérol, qui ouvre de nouvelles pistes d’investigation sur la façon dont les forces mécaniques influencent le métabolisme des lipides dans le cerveau. »
Des recherches antérieures ont établi le rôle que la famille Piezo de canaux ioniques activés mécaniquement joue dans la mécanotransduction dans de nombreux systèmes physiologiques, y compris le développement vasculaire, l’homéostasie cardiovasculaire, le développement lymphatique, la régulation du volume des globules rouges, la réponse des barorécepteurs dans les neurones, la mécanique du cartilage, la formation osseuse. , les réponses de polarisation des macrophages, la migration des kératinocytes dans la cicatrisation des plaies et le devenir des cellules souches neurales. En 2021, le Dr Ardem Patapoutian du Scripps Research Institute de San Diego a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine pour la découverte révolutionnaire des canaux Piezo.
« Un développement cérébral incorrect peut entraîner des malformations et des défauts fonctionnels à vie », a déclaré Pathak. « Et, bien que nous ne comprenions toujours pas la raison derrière de nombreux défauts de développement du cerveau, notre travail fournit de nouvelles approches pour comprendre comment des défauts cérébraux peuvent survenir. »
Pathak et son équipe de recherche continuent d’explorer Piezo1 et son effet sur le métabolisme du cholestérol dans développement précoce du cerveau humain et dans les maladies neurodégénératives de l’adulte.
Ce travail a été financé par les National Institutes of Health.
