Une voie profonde dans le cerveau qui le rend résistant après une blessure, grâce à la contribution des astrocytes, c’est la découverte de cette équipe de neurologues des Gladstone Institutes (San Francisco). L’étude, publiée dans la revue Science Translational Medicine, suggère que cibler cette voie moléculaire dans le thalamus permettrait de bloquer les dommages à long terme qui peuvent suivre une lésion cérébrale.
Pendant les jours, voire les années qui suivent un accident vasculaire cérébral ou un traumatisme crânien, le risque d’épilepsie est démultiplié. Les scientifiques californiens décryptent, chez la souris, le rôle clé des astrocytes, ces cellules cérébrales en forme d'étoile présentes dans le thalamus. Ils montrent ensuite par l’analyse de tissus cérébraux humains post-mortem que les mêmes cellules, identifiées chez les souris, pourraient être altérées dans le thalamus d’humains victimes de lésion cérébrale ou d’AVC.
Une protéine dans ces astrocytes pourrait prévenir les dommages à long terme
Il est vrai que le thalamus reste sous-étudié, après une lésion cérébrale ou un AVC, rappelle l’auteur principal, le Dr Jeanne Paz du Gladstone Institute. Le chercheur espère que « ce n'est que le début de nombreuses recherches sur le rôle clé de cette zone dans la résilience aux blessures cérébrales ».
Une cascade au plus profond du cerveau : lors d'un accident vasculaire cérébral ou d'une lésion cérébrale traumatique, de nombreuses cellules sur le site de la lésion meurent presque immédiatement. Les cellules et molécules inflammatoires se rassemblent, nettoient les cellules mortes et les débris moléculaires.
Dans le thalamus, une zone profonde au centre du cerveau -qui peut donc être éloignée du site de la blessure-
les astrocytes s'activent, entraînant une cascade de changements inflammatoires.
De précédentes études de la même équipe avaient déjà montré, sur des animaux modèles, que l'activation des astrocytes dans le thalamus est une conséquence courante des lésions cérébrales. Cependant, les astrocytes jouent également un rôle clé de soutien des neurones et des connexions et de régulation des apports en nutriments.
L'activation des astrocytes dans le thalamus aide aussi le cerveau à récupérer : « les astrocytes sont si importants pour le cerveau qu'il est impossible de les ignorer pour traiter une maladie cérébrale », explique l’un des auteurs principaux, le chercheur Frances Cho : « nous avons donc cherché à identifier et à séparer les actions néfastes des actions protectrices des astrocytes ».
- les astrocytes thalamiques activés contribuent à certains des symptômes à long terme des lésions cérébrales, notamment au risque accru de convulsions et de troubles du sommeil ;
- l'activation des astrocytes thalamiques chez des animaux par ailleurs en bonne santé est suffisante à provoquer une altération des modèles d'activité cérébrale similaires à ceux observés après une blessure et à accroître le risque de convulsions ;
- les astrocytes activés perdent une protéine appelée GAT3, responsable de la régulation des niveaux d'un neurotransmetteur inhibiteur, les neurones voisins sont alors exposés à un excès de ce neurotransmetteur, ce qui entraîne une hyperexcitabilité neuronale et cette susceptibilité aux crises ;
- l’augmentation de la protéine, GAT3, dans les astrocytes thalamiques, restaure une fonction neuronale normale, prévient l'hyperexcitabilité neuronale et annule l'augmentation du risque de crise causée par l’activation des astrocytes ;
- ces processus sont confirmés chez des souris modèles de lésions cérébrales : l'augmentation des niveaux de GAT3 dans les astrocytes thalamiques de ces souris est suffisante pour prévenir l'hyperexcitabilité neuronale et l'augmentation du risque de crise et du taux de mortalité ;
- ces processus sont ensuite validés sur des échantillons de thalamus issus de biopsies cérébrales post-mortem.
« Ces astrocytes activés sont différents à bien des égards des astrocytes qui ne sont pas activés,
il est donc surprenant d’identifier une cible unique GAT3, pour prévenir les conséquences de la lésion cérébrale.
Étant donné que ces modifications du thalamus se produisent après la lésion cérébrale initiale, il existe une fenêtre de temps pendant laquelle les cliniciens peuvent intervenir pour stopper ce processus ou l’inverser et prévenir le risque accru de crises et de convulsions ».
Source: Science Translational Medicine July 6, 2022 DOI: 10.1126/scitranslmed.abj4310 Enhancing GAT-3 in thalamic astrocytes promotes resilience to brain injury
Plus sur le Trauma cérébral, l’AVC
