Le traitement par les astrocytes de la sérotonine régule la perception olfactive, conclut cette recherche menée au Baylor College of Medicine (Houston) qui décrypte, pour la première fois et dans la revue Science, le rôle clé de ces cellules spécifiques, en plus des neurones olfactifs, dans l’odorat. La recherche révèle ainsi un nouveau mécanisme « cible », médié en partie par la sérotonine, qui permet de préserver la communication astrocyte-neurone et de traiter la sensation ou la perte olfactive.
De précédentes études ont montré chez l’animal et in vivo, que la stimulation olfactive du cerveau active d'abord les neurones, ce qui modifie les gènes que ces neurones expriment pour médier la sensation olfactive. L’auteur principal, le Dr Debosmita Sardar du Baylor explique que son équipe s’est concentrée cette fois-ci et plutôt, sur « ce qui arrivait aux astrocytes suite à l'activité neuronale pendant la stimulation olfactive ».
La sérotonine est mieux connue pour sa contribution au fonctionnement normal du cerveau ainsi que pour son implication dans la dépendance et la dépression. Mais ici, ces chercheurs documentent
une nouvelle fonction de la sérotonine dans les astrocytes.
La sérotonine déclenche des changements dans les modèles d'expression des gènes des astrocytes, transformant les astrocytes en une plaque tournante du traitement des sensations olfactives.
Des processus olfactifs jamais décrits auparavant
2 types de cellules cérébrales impliquées : pour percevoir les odeurs qu‘elles soient agréables ou le signal d’un danger, le cerveau a besoin de 2 types de cellules,
les neurones et les astrocytes, qui travaillent alors en étroite collaboration :
lors de la perception olfactive, des changements se produisent dans les neurones, mais des réponses des astrocytes sont également observées, la recherche décrypte comment ces réponses astrocytaires contribuent à l'expérience sensorielle.
Stimulation olfactive et sérotonine: la stimulation olfactive déclenche l’augmentation d’un transporteur de sérotonine (Slc22a3) sur les astrocytes, la sérotonine à l'intérieur des astrocytes accède ainsi mieux au noyau cellulaire, où elle se lie aux histones, des protéines attachées à l'ADN qui contribuent à réguler l'expression des gènes des astrocytes.
La sérotonine agit ainsi comme un interrupteur
La sérotonine régule ainsi l'expression des gènes des astrocytes impliqués dans la production du neurotransmetteur GABA, réinjecté ensuite dans les neurones régulant le circuit neuronal fondamental pour la perception sensorielle.
Une démo in vitro : les scientifiques font ici la démonstration in vitro que la perte du transporteur Slc22a3 dans les astrocytes réduit les niveaux de sérotonine dans les cellules et entraîne des altérations de l'ADN lié à la sérotonine. Cela réduit l'expression des gènes impliqués dans la synthèse du GABA, réduit donc la libération de GABA astrocytaire et perturbe les circuits neuronaux de la sensation olfactive.
L’étude révèle ainsi de nouveaux aspects de la fonction des astrocytes et de la sérotonine dans l’olfaction.
« Nous apprenons que les astrocytes sont très plastiques, à l’instar des neurones, ce qui signifie que les astrocytes peuvent modifier leurs caractéristiques et leurs fonctions en réponse à des stimuli environnementaux. Ils écoutent les neurones et répondent, et leur communication bidirectionnelle est au cœur du traitement sensoriel ».
Source: Science 15 June, 2023 DOI: 10.1126/science.ade0027 Induction of astrocytic Slc22a3 regulates sensory processing through histone serotonylation
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