Cette équipe de l'Université des sciences et technologies King Abdullah (Arabie Saoudite) apporte de nouvelles données précieuses pour compréhension du cerveau et de ses fonctions cognitives. En explorant des modèle 3D de ces cellules extrêmement complexes, les astrocytes, les scientifiques révèlent le rôle clé du lactate dans la formation de la mémoire et de l'apprentissage. Ces travaux, réalisés dans le cadre de l’European Human Brain Project et présentés dans la revue Progress in Neurobiology, visent à valider l'efficacité et à développer de nouveaux traitements cognitifs à base de lactate.
L’auteur principal, le chercheur Corrado Calì spécialisé en imagerie cérébrale, en collaboration avec des scientifiques suisses du projet Blue Brain (BBP) suggère en effet possible d'améliorer l'apprentissage et la fonction de la mémoire avec des traitements à base de lactate, un substrat énergétique déjà documenté pour ses effets dynamisants au niveau du cerveau.
Donner du lactate aux astrocytes pour booster l’apprentissage et la mémoire
Le rôle des astrocytes dans les fonctions cérébrales n’est pas complètement compris. Des études récentes suggèrent cependant que booster le fonctionnement de ces cellules, notamment en cas d'affections neurologiques, peut aider le cerveau à récupérer une capacité cognitive normale. Ce mécanisme a en particulier été suggéré en cas d’accident vasculaire cérébral ou de maladie d'Alzheimer. Ici, l’objectif des chercheurs était donc de trouver le moyen d’agir spécifiquement sur ces cellules.
Le développement de modèles d’astrocytes en 3D : durant ces 5 dernières années, à l’aide de nombreuses expériences d'imagerie, l’équipe a d'abord développé des modèles tridimensionnels d'astrocytes. Ces modèles étaient nécessaires pour simuler avec précision les processus métaboliques entre neurones et cellules gliales, à l'aide de modèles mathématiques. En effet, les astrocytes stockent de l'énergie qu’ils transmettent aux neurones à plusieurs niveaux.
Une technique avancée de microscopie électronique a permis ensuite de générer une collection d'images permettant d’obtenir une reconstruction en volume d'un fragment de tissu contenant des astrocytes. Cette reconstruction a permis d’obtenir une image des astrocytes dans leur intégralité et leur milieu naturel, ce qui n’est pas possible, compte-tenu de la complexité de ces cellules, avec les techniques habituelles de microscopie optique ; A partir de là, les scientifiques tenté de comprendre la structure et le fonctionnement d'un astrocyte.
Comment le cerveau utilise le lactate, est le 3è objectif de ces travaux : alors que plusieurs études montrent que les injections de lactate dans les 30 minutes qui suivent un accident vasculaire cérébral peuvent réduire de manière significative les zones cérébrales lésées et améliorer considérablement la récupération des fonctions normales chez les patients atteints, l'équipe va pouvoir modéliser cette action du lactate au niveau individuel des astrocytes.
A partir de ce modèle d’astrocyte en 3D les chercheurs vont pouvoir avancer dans la compréhension du mécanisme d'action des astrocytes, d'un point de vue cellulaire et moléculaire, et tester des traitements à base de lactate permettant de renforcer, chez des sujets atteints, les fonctions d’apprentissage et de mémoire. A suivre…
Source: Progress in Neurobiology September 2019 DOI : 0.1016/j.pneurobio.2019.101696 3D cellular reconstruction of cortical glia and parenchymal morphometric analysis from Serial Block-Face Electron Microscopy of juvenile rat
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