Donner un sens aux sens du poisson-zèbre
L'innervation des organes sensoriels, c'est à dire le nombre de canaux d'informations affluant d'une partie importante de son corps est absolument critique pour tout organisme vivant, tant du point de vue du comportement que de la survie ou de la qualité de vie. Bien que de nombreuses recherches sur ces questions aient été menées au niveau du développement de l'embryon, les connaissances sur la dynamique à long terme de l'innervation des organes sont encore très parcellaires. Le projet Sensory innervation («Establishment and refinement of sensory innervation in the lateral-line system of the zebrafish») s'est justement donné pour tâche de combler cette lacune dans nos connaissances. Pour atteindre cet objectif, la première étape consiste à apprendre quels rôles l'activité neuronale et l'architecture de l'organe sensoriel jouent dans la ramification des neurones. Cette ramification neuronale est dirigée d'une part par des signaux guidant les neurites (prolongement neuronal) vers leurs cibles et d'autre part par la distribution spatiale des cellules cibles. Étant donné la complexité d'étude de ces processus chez l'homme, des recherches antérieures ont montré que l'étude des organes sensoriels des vertébrés offrait un excellent modèle pour analyser comment se mettait en place l'innervation des organes et comment elle était conservée. Les chercheurs du projet Sensory innervation ont ainsi choisi la ligne latérale mécanosensible du poisson-zèbre comme système modèle. La ligne latérale des poissons, dont la structure et la physiologie s'apparente à celle de l'oreille interne des mammifères, est un organe mécanosensible relativement simple anatomiquement parlant mais dont la fonction est très sophistiquée. Elle est formée d'une suite d'unités appelées neuromastes arrangés en ligne, ces unités sont composées de cellules ciliées mécanosensibles innervées par deux neurones bipolaires afférents qui transmettent l'information vers le cerveau ou la moelle épinière. Les cellules ciliés sont capables de se régénérer et de se ré-innerver rapidement même après le développement complet des neuromastes. Ce modèle simple de ramification des neurones sensoriels permet aux chercheurs d'étudier le processus in vivo sur de longues périodes et dans différentes conditions. Les chercheurs ont effectué une étude intensive des processus contrôlant l'élaboration et le remodelage de l'architecture neuronale sensorielle de la ligne latérale afin de comprendre quels facteurs influençaient l'innervation correcte de ces cellules ciliées. Les résultats montrent que lors de la régénération des cellules ciliées, les neurones afférents sont des sélecteurs stricts de polarité permettant de rétablir la connexion synaptique à l'identique avec la même orientation. Pour mieux comprendre ce mécanisme de sélection, les chercheurs ont mis au point une méthode simple pour recueillir des informations importantes sur les terminaisons axonales spécifiques et corréler ainsi au niveau subcellulaire l'orientation des cellules ciliées avec l'action d'un seul neurone afférent. Des mutants «sourds» de poissons-zèbres montrent que les neurones lateralis afférents sont très ramifiés dans la périphérie mais présentent une stabilité plus faible et établissent des connexions inappropriées. Ceci souligne le rôle fondamental joué par l'activité des cellules ciliées dans les mécanismes de développement liés à la ramification périphérique et la reconnaissance des cibles des neurites. Les travaux du projet Sensory innervation nous permettront probablement de mieux comprendre comment les animaux conservent leurs capacités sensorielles tout au long de leur vie.
