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BE Israël 92  >>  30/09/2013

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Neurologie
L'élagage de l'arbre neuronal

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/74049.htm

Lors des premiers instants de leur vie, les neurones se comportent comme des ronces. Ils émettent une multitude de longues, fines branches qualifiées de terminaisons axonales. Au cours du développement, ces arborescences axonales ressemblent de moins en moins à des affreuses ronces et de plus en plus à un bel arbre. Le secret de ce changement : comme pour les arbres, il s'agit de l'élagage. Ce travail de jardinage du système nerveux est primordial à son bon fonctionnement : il va déterminer la connectivité du système, le nombre et la localisation des récepteurs nerveux, etc. L'élagage n'intervient pas seulement pendant la phase développementale, mais est également un élément important de la plasticité synaptique. Tellement important que certaines pathologies neurologiques, comme l'autisme, pourraient être dues à un défaut de remodelage de l'arborescence neuronale. Cependant, avant de déterminer le lien entre élagage et pathologie, et de proposer d'éventuelles solutions, il est primordial d'identifier les "jardiniers". Sous la direction du docteur Avraham Yaron, des chercheurs de l'Institut Weizmann viennent d'identifier un facteur-clé de l'élagage neuronal.


Terminaisons axonales de neurones sensorielles élaguées in vitro / à gauche : avec KIF2A /à droite : sans KIF2A
Crédits : Maor-Nof et al (2013)

Les microtubules, cible première de l'élagage

Le processus d'élagage débute à l'intérieur même de ces fameux axones. Tout commence par le désassemblage des microtubules, le "squelette" des axones. En plus de leur rôle structural, les microtubules servent également de rails. De nombreuses molécules sont transportées du corps cellulaire vers l'extrémité synaptique ou inversement grâce à ce système. Les chercheurs israéliens se sont intéressés tout particulièrement à cette première partie de l'élagage et ont cherché à déterminer la ou les molécules impliquées dans le désassemblage des microtubules.

KIF2A, de véritables ciseaux pour microtubules

En travaillant sur des cultures de cellules nerveuses sensorielles, les chercheurs sont parvenus à identifier la molécule destructrice de microtubules. Son nom : KIF2A. Pour confirmer le rôle de KIF2A dans le développement du système nerveux, une commande de souris "knockout" a été passée à l'Université de Tokyo, au Japon. "Knockout" veut dire que le gène permettant la synthèse de KIF2A a été inhibé, permettant ainsi l'obtention de souris sans KIF2A. Les axones de ces souris ont grandi normalement, mais aucun processus d'élagage n'a eu lieu. Leur peau, destination préférée des cellules nerveuses sensorielles, était inondée de terminaisons nerveuses. Ce résultat démontre l'importance de KIF2A dans le modelage de l'arborescence axonale : sans KIF2A, l'élagage neuronal ne peut avoir lieu.

Les neurotrophines, les "jardiniers" manipulant ces ciseaux

Comment fonctionne ce processus d'élagage ? Les résultats suggèrent que l'activité d'élagage de KIF2A est contrôlée par des "jardiniers", les neurotrophines. Ces neurotrophines sont présentes dans toutes les grandes cibles des terminaisons nerveuses, à l'image de la peau pour les terminaisons nerveuses sensorielles. Les neurotrophines servent de GPS, guidant les axones dans la bonne direction, et les aident également à survivre. Mais les neurotrophines ne sont pas suffisamment nombreuses, et tous les axones ne peuvent profiter de leur action. Quand un axone ne reçoit pas suffisamment de neurotrophines, le KIF2A passe de sa forme inactive à sa forme active et le processus d'élagage est initié.

Conclusion

Pour résumer, le désassemblage des microtubules est la première étape de l'élagage de l'arborescence axonale. Des chercheurs israéliens de l'Institut Weizmann ont démontré que ce désassemblage se faisait grâce à KIF2A. L'état d'activation de ce facteur est régulé par les neurotrophines. Cette étude permet de mieux comprendre le processus d'élagage neuronal. Une telle compréhension est essentielle, de plus en plus d'études indiquant qu'un mauvais élagage pourrait être à l'origine de certains désordres neurologiques. Par exemple, certaines recherches indiquent que l'autisme pourrait être causé par un élagage déficient, conduisant à un trop grand nombre de connections nerveuses. Pourrait-il s'agir d'un problème avec le KIF2A ? Peut-être ...

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Pour en savoir plus, contacts :

- Le laboratoire de Docteur Avraham Yaron - http://www.weizmann.ac.il/Biological_Chemistry/scientist/Yaron/
- Les microtubules - http://fr.wikipedia.org/wiki/Microtubule
- Les neurotrophines - http://en.wikipedia.org/wiki/Neurotrophin

Code brève
ADIT :
74049

Sources :

- "How to Prune a Nerve Cell", Weizmann Wonder Wander, 28 mai 2013 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/08KLO
- Maor-Nof M., Homma N., Raanan C., Nof A., Hirokawa N. & Yaron A. (2013). Axonal Pruning Is Actively Regulated By The Microtubule-Destabilizing Protein Kinesin Superfamily Protein 2A. Cell reports. 971-977 (3:4) - http://www.cell.com/cell-reports/abstract/S2211-1247%2813%2900112-5

Rédacteurs :

Coralie Ebert, Volontaire internationale chercheuse à l'Institut Weizmann

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Origine :

BE Israël numéro 92 (30/09/2013) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/74049.htm
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