Cet énorme pas en avant dans la compréhension de la manière dont les neurones communiquent by means of des protéines extrêmement courtes appelées neuropeptides aidera les scientifiques à comprendre comment nos émotions et nos états mentaux sont contrôlés, ainsi que les problems neuropsychiatriques répandus tels que les difficulties de l’alimentation, les TOC et le PSTD. La carte, qui détaille 31 479 interactions neuropeptidiques entre les 302 neurones du ver, montre où chaque neuropeptide, ainsi que chaque récepteur de ces peptides, agit dans le système nerveux de l’animal. Les neuropeptides permettent la interaction entre des neurones qui ne sont pas immédiatement proches les uns des autres, leurs réseaux peuvent donc être considérés comme un connectome sans fil. Un connectome est une carte des neurones qui composent le cerveau d’un organisme et des circuits détaillés des voies neuronales qui s’y trouvent. Les chercheurs font des progrès rapides dans la building de connectomes pour des organismes simples, mais jusqu’à présent, personne n’avait réussi à établir une carte d’un réseau de neuropeptides chez un animal. Le Dr William Schafer et la doctorante Lidia Ripoll-Sánchez, tous deux du laboratoire de biologie moléculaire du Professional medical Analysis Council à Cambridge au Royaume-Uni, ont dirigé les travaux, en collaboration avec Petra Vértes de l’Université de Cambridge et Isabel Beets de la KU Leuven en Belgique. Leur étude est publiée aujourd’hui dans Neuron. Le ver qu’ils ont étudié s’appelle C. elegans. Il est inoffensif, mesure environ 1 mm de extensive et vit dans le sol. C. elegans a une anatomie très simple, mais il partage de nombreuses caractéristiques biologiques essentielles qui constituent des problèmes centraux de la biologie humaine. Le Dr Schafer a déclaré : « Les neuropeptides et leurs récepteurs comptent parmi les nouvelles cibles les additionally en vogue pour les médicaments neuroactifs. Par exemple, le médicament contre le diabète et l’obésité Wegovy cible le récepteur du peptide GLP-1. Mais la manière dont ces médicaments agissent dans le cerveau au niveau du réseau n’est pas bien -compris. « La framework des réseaux de neuropeptides suggère qu’ils peuvent traiter les informations d’une manière différente des réseaux synaptiques. Comprendre comment cela fonctionne nous aidera non seulement à comprendre comment les médicaments agissent, mais également comment nos émotions et nos états mentaux sont contrôlés. « L’idée de cartographier ces réseaux sans fil est l’un de nos objectifs depuis longtemps, mais ce n’est que maintenant que la bonne combinaison de personnes et de ressources s’est réunie pour rendre cela réellement possible. » Les neuropeptides jouent un rôle essentiel dans les réponses biologiques durables. Ces divers neuropeptides jouent des rôles importants dans l’humeur, le comportement sexuel, l’apprentissage et la mémoire, le sommeil et la dépendance. Ils fonctionnent dans tout le système nerveux, mais peuvent également agir sur d’autres types de tissus comme hormones. L’ocytocine en est un exemple : elle agit sur différents circuits cérébraux qui affectent les liens entre mothers and fathers et enfants, mais elle provoque également la contraction des muscle tissue de l’utérus lors de l’accouchement. Même lorsque les neuropeptides agissent dans le cerveau, ils peuvent permettre la communication entre des neurones qui ne sont pas connectés par les jonctions physiques, appelées synapses, utilisées par les neurotransmetteurs classiques. Étant donné que la plupart des neurones semblent fabriquer à la fois des neuropeptides et des récepteurs neuropeptidiques, les voies de communication formées par les neuropeptides constituent de grands réseaux neuronaux. Ces réseaux sont étendus, complexes et essentiels au fonctionnement du cerveau. En tant que tels, ils sont importants pour comprendre les bases neuronales du comportement. Ripoll-Sánchez a dit : « Les mécanismes de base de la signalisation des neuropeptides sont communs à tous les animaux : les neuropeptides sont libérés à partir de vésicules denses dans les cellules et se diffusent vers les neurones non connectés à la cellule libératrice par des synapses câblées. « Le système nerveux du ver est anatomiquement petit, mais au niveau moléculaire, ses systèmes neuropeptidiques sont très complexes, montrant des parallèles significatifs avec ceux des animaux furthermore grands, et son connectome synaptique présente de nombreuses caractéristiques conservées dans les cerveaux in addition gros. Nous nous attendons au connectome neuropeptidique de C. elegans servira de prototype pour comprendre la signalisation sans fil dans les systèmes nerveux furthermore vastes. » Les chercheurs ont construit la carte en combinant des ensembles de données biochimiques, anatomiques et d’expression génétique, en les utilisant pour déterminer quels neurones peuvent communiquer entre eux à l’aide de signaux neuropeptidiques spécifiques. Une fois ce réseau construit, ils ont utilisé la théorie des graphes pour analyser sa structure et identifier les caractéristiques topologiques clés ainsi que les neurones jouant un rôle vital dans la liaison des différentes parties du réseau. En additionally de générer la première carte complète de la signalisation des neuropeptides chez un animal entier, les chercheurs ont découvert que le réseau de neuropeptides sans fil chez C. elegans avait une structure différente de celle des connectomes filaires. Ils sont furthermore denses, as well as décentralisés et possèdent des neurones clés, ou hubs, différents. Le réseau connecte également des parties du système nerveux isolées du connectome synaptique filaire. Jo Latimer, responsable des neurosciences et de la santé mentale au Conseil de recherches médicales, a déclaré : « Il s’agit d’un autre travail passionnant et important réalisé par des collègues du laboratoire de biologie moléculaire du MRC et d’autres, qui s’ajoute aux travaux sur le connectome des chercheurs du LMB in addition tôt cette année. Non seulement ils ont déterminé quels neuropeptides agissent à quel endroit dans le système nerveux de l’animal, ils ont découvert que le réseau est complexe, mais clairement organisé, avec un circuit de traitement de l’information en son sein. Il s’agit d’une nouvelle étape importante dans la compréhension du fonctionnement du cerveau et du système nerveux, et cette compréhension accrue pourrait potentiellement conduire à l’avenir. développement de thérapies ciblées pour une gamme de problems. La prochaine étape consistera à voir si les principes selon lesquels les réseaux de neuropeptides sont organisés chez les vers s’appliquent également dans les cerveaux in addition gros. Les chercheurs travaillent actuellement avec d’autres collaborateurs pour cartographier les réseaux de neuropeptides sans fil chez des animaux tels que les poissons, les poulpes, les souris et même les humains.
