Mesurer les niveaux de l’ocytocine ou « hormone du bonheur » dans le cerveau pourrait apporter une évaluation du bien-être mental, mais peut-être aussi améliorer notre compréhension de la dynamique de cette hormone précieuse dans le cerveau et détecter les anomalies de sa signalisation associées à certains troubles mentaux. Cette équipe de bioingénieurs de l'Université d'Osaka présente, dans la revue Nature Methods un capteur fluorescent permettant de visualiser la libération du neuropeptide.
Le capteur est ici testé in vivo et la preuve de concept apportée chez des modèles animaux : le capteur parvient à mesurer, en temps réel, la dynamique de l'ocytocine cérébrale chez la souris. Ce nouvel outil ouvre la voie à une meilleure compréhension de la manière dont l'ocytocine agit sur le cerveau dans différentes situations et au cours de différents processus biologiques.
Mais à quoi ressemblent ces sentiments de bonheur et de bien-être à l'intérieur du cerveau ?
L’hormone ocytocine participe certainement à cette représentation. Les chercheurs japonais utilisent ici la puissance de la lumière pour surveiller sa libération dans le cerveau, associée à ces sentiments de bonheur et d'amour, mais également à toute une série de processus physiologiques, dont l'émotion, l'appétit, l'accouchement et le vieillissement.
On sait par ailleurs que l'altération de sa signalisation est associée à des troubles neurologiques tels que l'autisme et la schizophrénie, et une meilleure compréhension de sa dynamique dans le cerveau peut fournir un aperçu de ces troubles et contribuer à l’identification de voies thérapeutiques possibles. Jusque-là les équipes de recherche ne disposaient que d’options très limitées pour suivre les changements dynamiques des niveaux d’ocytocine extracellulaires au fil du temps.
Un nouveau dispositif de suivi de l’ocytocine dans le cerveau : les bioingénieurs ont conçu un capteur d’ocytocine fluorescent vert hautement spécifique et ultrasensible appelé « MTRIAOT », à partir d’un récepteur de l'ocytocine « extrait » d’une espèce rare de poisson (medaka). La liaison de l’hormone extracellulaire entraîne une augmentation de la fluorescence du capteur permettant l surveillance de l’ocytocine en temps réel.
- Testé sur des cultures cellulaires et des modèles animaux, le capteur confirme sa capacité à mesurer avec succès la dynamique de l’ocytocine.
Premières preuves de concept : les chercheurs ont ensuite regardé les effets de facteurs déjà connus comme pouvant affecter la dynamique de l’hormone, dont l'interaction sociale, l'anesthésie, l'alimentation et le vieillissement. A l’aide du capteur, ils retrouvent une variabilité de la dynamique de l’hormone, dans le cerveau des modèles animaux, cohérente avec les conditions environnementales, comportementales et physiques. Par exemple, la dynamique de l’ocytocine en cas d'exposition à l'anesthésie, à la privation de nourriture et le vieillissement correspond à des schémas spécifiques déjà connus dans le cerveau.
Le capteur MTRIAOT va donc permettre d’améliorer la compréhension de la dynamique de l’hormone du bonheur dans le cerveau, ainsi que la détection de troubles mentaux associés à des anomalies de sa signalisation.
Source: Nature Methods Sept, 2022 DOI: 10.1038/s41592-022-01597-x A fluorescent sensor for real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain
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