Pour la première fois, les scientifiques utilisant la microscopie cryo-électron ont découvert la structure et la forme des récepteurs clés reliant les neurones dans le cervelet du cerveau, qui est situé derrière le tronc cérébral et joue un rôle essentiel dans des fonctions telles que la coordination du mouvement, de l'équilibre et de la cognition.
La recherche, publiée aujourd'hui dans la revue Naturefournit de nouveaux informations qui pourraient conduire au développement de thérapies pour réparer ces structures lorsqu'elles sont perturbées soit par des blessures ou des mutations génétiques affectant les habiletés motrices – s'asseoir, se tenir debout, marcher, courir et sauter – l'apprentissage et la mémoire.
La découverte des scientifiques de l'Oregon Health & Science University implique une recherche en sciences fondamentales qui ne mènera pas immédiatement à une nouvelle pilule ou à un nouveau traitement, mais est un exemple d'engagement américain envers la recherche médicale soutenue au fil des décennies pour faire progresser la santé humaine. Publié dans l'une des revues scientifiques les plus prestigieuses au monde, la nouvelle recherche a été soutenue par les National Institutes of Health et le Howard Hughes Medical Institute.
L'étude révèle l'organisation d'un type spécifique de récepteur de glutamate – un neurotransmetteur chimique qui transmet les signaux entre les neurones et est considéré comme le principal neurotransmetteur excitateur dans le cerveau – lié avec des protéines regroupées sur les synapses ou les jonctions, entre les neurones du cervembre.
Les synapses sont cruciales dans tous les aspects de la fonction cérébrale, mais la structure moléculaire n'a pas été bien comprise en termes de la façon dont ces pièces se forment ensemble dans une synapse fonctionnelle. Il est vraiment essentiel que les récepteurs soient organisés exactement au bon endroit afin qu'ils puissent détecter les neurotransmetteurs libérés par une cellule adjacente. «
Eric Gouaux, Ph.D., auteur principal, scientifique principal de l'Institut OHSU Vollum
Examiner le glutamate dans le cervelet
En utilisant la microscopie cryo-électron de pointe de l'OHSU, établie comme l'un des trois centres nationaux en 2018 et hébergée dans le sous-sol renforcé d'un bâtiment sur le campus du front de mer sud de l'université, les chercheurs ont examiné la forme d'un type particulier de récepteur de glutamate dans le cervefeule de rongeurs à l'échelle quasi-atomique.
« Nous savons s'il y a une blessure ou une mutation génétique dans le cervelet, cela peut conduire à des troubles dévastateurs de l'équilibre, du mouvement ou de la cognition », a déclaré la co-auteur Laurence Trussell, Ph.D., professeur d'otolaryngology / Head and Neck Surgery à la OHSU School of Medicine et un scientifique de l'Institut vollum. « Ce type de récepteur de glutamate semble vraiment important dans le fonctionnement du cervelet. Il est tout à fait possible que le développement de médicaments qui ciblent ces récepteurs puissent améliorer sa fonction. »
Gouaux, un enquêteur du Howard Hughes Medical Institute et du président de la recherche en neuroscience Jennifer et Bernard Lacroute en neuroscience, a déclaré que la nouvelle découverte pourrait avoir des candidatures pour de nouveaux traitements.
« Nous nous sommes intéressés à cette question sur l'ingénierie des synapses et les informations moléculaires qui pourraient un jour aider à réparer les synapses endommagées », a-t-il déclaré. « Il s'agit d'une nouvelle direction super excitante avec des applications thérapeutiques potentielles. »
L'auteur principal Chengli Fang, Ph.D., chercheur postdoctoral du Gouaux Lab, a mené presque toutes les expériences signalées dans la publication.
En plus de Gouaux, Trussell et Fang, les co-auteurs incluent Cathy J. Spangler, Ph.D., Jumi Park, Ph.D., de OHSU; et Natalie Sheldon de OHSU et le Howard Hughes Medical Institute.
La recherche rapportée dans cette publication a été soutenue par le National Cancer Institute, l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux, et l'Institut national de surdité et autres troubles de la communication, tous les National Institutes of Health, Numbers de prix K00CA253730, R01NS038631, R35NS116798 et R01DC00440. Le contenu est uniquement la responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les vues officielles du NIH.
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