Le printemps bat son plein et les jardiniers s鈥檃ffairent 脿 semer, r茅pandre de l鈥檈ngrais et d茅sherber, en pr茅vision de la saison estivale. Dans le cerveau, une autre cat茅gorie de jardiniers travaille l鈥檃nn茅e durant pour faire en sorte que nos r茅seaux neuronaux prennent la forme requise pour nous aider 脿 nous d茅velopper, 脿 nous adapter et 脿 nous 茅panouir.
Du nom de microglies, ces jardiniers sont des cellules qui agissent sur le plan immunitaire en 茅liminant les d茅bris et les neurones morts afin de favoriser la sant茅 du syst猫me nerveux central. Elles y parviennent au moyen d鈥檜n processus appel茅 phagocytose, qui leur permet de s鈥櫭﹖endre pour emprisonner et ing茅rer des objets environnants. Les scientifiques croient que les microglies aident 茅galement le d茅veloppement en sant茅 du cerveau en consommant ou en 芦 茅laguant 禄 des parties des axones, les prolongements des neurones qui contiennent les synapses.
Les synapses sont des contacts qui permettent aux neurones de communiquer entre eux au moyen de signaux. L鈥櫭﹍agage des axones agit donc sur la transmission des signaux entre les neurones et d茅termine la fa莽on dont notre cerveau transf猫re l鈥檌nformation d鈥檜ne r茅gion 脿 l鈥檃utre, y compris l鈥檌nformation allant des organes sensoriels (peau oreilles, nez, yeux) aux parties du cerveau qui la traitent.
Jusqu鈥櫭� tout r茅cemment, nous disposions uniquement de renseignements indirects sur l鈥櫭﹍agage des axones par les microglies, dont aucune information provenant d鈥櫭﹑reuves effectu茅es sur des sources vivantes (dites in vivo). Par exemple, des 茅tudes avaient permis de retrouver des parties d鈥檃xones 脿 l鈥檌nt茅rieur de microglies, ce qui laissait pr茅sager leur ingestion. De plus, lorsque les microglies s鈥檃ppauvrissent, les axones s鈥檃llongent et produisent davantage de contacts synaptiques. Des questions demeurent sur les effets de l鈥櫭﹍agage sur le d茅veloppement neuronal, et sur les facteurs autres que la phagocytose qui pourraient, le cas 茅ch茅ant, 锚tre impliqu茅s dans ce processus.
Chercheur postdoctoral au laboratoire d鈥橢d Ruthazer du Neuro, Tony Lim a d茅cid茅 d鈥檈n apprendre davantage sur ce ph茅nom猫ne. Les chercheurs du laboratoire ont con莽u une exp茅rience sur des t锚tards de X茅nope qui, en raison de leur translucidit茅, permettent de voir le cerveau chez l鈥檃nimal vivant. Ils ont marqu茅 les microglies d鈥檜ne teinture rouge et les cellules du ganglion r茅tinien d鈥檜ne teinture verte, de fa莽on 脿 suivre leur comportement en temps r茅el chez l鈥檃nimal vivant au moyen d鈥檜n microscope puissant.
En pr茅sence d鈥檃xones teints en vert, la part de teinture verte des microglies teintes en rouge augmente, ce qui donne 脿 penser un transfert de prot茅ines des axones aux microglies, un processus qu鈥檕ccasionnerait la phagocytose. Coup de chance, les enqu锚teurs ont r茅ussi 脿 capter des images de microglies en train de grignoter des bouts d鈥檃xones!
Pour 茅valuer l鈥檈ffet de cet 茅lagage sur le d茅veloppement, l鈥櫭﹒uipe de chercheurs a appauvri des cellules microgliales de t锚tards et constat茅 que cela avait caus茅 un accroissement de la taille des axones r茅tiniens et une modification de la r茅action comportementale aux stimulations visuelles.
Les cellules de l鈥檕rganisme encouragent les microglies 脿 les grignoter en se parant d鈥檜ne prot茅ine appel茅e 芦 compl茅ment C3 禄, souvent qualifi茅e de signal 芦 mange-moi 禄. En interrogeant des bases de donn茅es g茅n茅tiques, les scientifiques ont identifi茅 une mol茅cule appel茅e aRCA3 qui devait selon eux inhiber la C3. Les chercheurs ont exprim茅 (ou plac茅) une aRCA3 sur la surface des axones et confirm茅 qu鈥檈lle faisait cesser l鈥櫭﹍agage des axones. Les chercheurs en ont conclu que la prot茅ine compl茅ment C3 jouait un r么le important de ciblage de parties d鈥檃xones 脿 des fins d鈥櫭﹍agage par les cellules microgliales.
Pour le d茅montrer, ils ont exprim茅 des niveaux excessifs de compl茅ment C3 sur les axones de cellules ganglionnaires r茅tiniennes et constat茅 un accroissement de l鈥櫭﹍agage des axones. Ce constat est particuli猫rement int茅ressant 茅tant donn茅 que les mutations de la voie du compl茅ment humain sont parmi les plus grands signes pr茅curseurs g茅n茅tiques de la schizophr茅nie, ce qui laisse pr茅sager un lien possible entre la phagocytose des axones par les microglies et les troubles neurod茅veloppementaux comme la schizophr茅nie et l鈥檃utisme.
L鈥櫭﹖ude offre les premi猫res preuves in vivo directes de l鈥櫭﹍agage des axones par les microglies, ce qui favorise le r茅seautage appropri茅 des neurones durant le d茅veloppement. Dans ce mod猫le, les neurones signalent la n茅cessit茅 d鈥櫭﹍aguer les axones en exprimant des prot茅ines r茅gulatrices. Les microglies se mettent ensuite 脿 l鈥櫯搖vre.
芦 Les neuroscientifiques du d茅veloppement laissent depuis des ann茅es entendre que le syst猫me immunitaire jouerait un r么le important dans le d茅veloppement sain du cerveau 禄, affirme Ed Ruthazer. 芦 L鈥櫭﹖ude de Tony montre que les microglies, des cellules immunitaires du cerveau, interviennent directement dans le fa莽onnage des prolongements des axones et l猫ve le voile sur un m茅canisme possible d鈥檃ction de mutations g茅n茅tiques de la voie du compl茅ment sur l鈥檃pparition de troubles neurod茅veloppementaux. 禄
L'茅tude, "Microglial trogocytosis and the complement system regulate axonal pruning in vivo", par Tony KY Lim et Edward S Ruthazer, a 茅t茅 publi茅e dans la revue eLife le 16 mars, 2021. .
