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Le transport moléculaire dans les neurones

Les neurones sont par nature les cellules les plus polarisées du corps humain. Des chercheurs européens se sont penchés sur la façon dont les microtubules contribuent au trafic direct de la charge et des organelles dans ces cellules.
Le transport moléculaire dans les neurones
Le transport neuronal est étroitement contrôlé par l'interaction élaborée entre le cytosquelette et les moteurs moléculaires qui assurent une livraison de la charge et des organelles à des compartiments cellulaires spécifiques. L'importance de ce système est illustrée par le nombre croissant de maladies neurodégénératives humaines associées à des lésions potentielles dans les processus du transport neuronal.

Les microtubules présentent une asymétrie intrinsèque au niveau du sens de transport et cette polarité diffère grandement entre les axones et les dendrites. Des preuves montrent que les microtubules dynamiques pénètrent provisoirement les épines dendritiques mais les signaux et les mécanismes neuronaux qui facilitent ce processus restent inconnus.

Pour y remédier et pour révéler le rôle des microtubules dans la fonction synaptique, les scientifiques du projet DYNAMICMTINSPINES (The role of dynamic microtubule in the structure and function of dendritic spines) ont utilisé des tranches hippocampiques cultivées. Ces dernières étaient plus proches des conditions in vivo et pourraient illustrer plus fidèlement la dynamique des microtubules.

Les expériences ont confirmé les différences de polarité des microtubules entre les axones et les dendrites. Par ailleurs, des enregistrements effectués à partir de souris vivantes ont permis pour la première fois aux scientifiques d'examiner la dynamique des microtubules dans le système nerveux central intact. L'examen microscopique des microtubules a indiqué que le ciblage des épines, déclenché par des signaux synaptiques spécifiques, est un phénomène courant dans les dendrites des neurones mammifères.

Grâce à l'imagerie vivante haute résolution, les chercheurs ont identifié l'actine comme cible principale en aval du mécanisme ciblant l'entrée de l'épine. Une connaissance approfondie des protéines interagissant avec les microtubules a permis de définir le mécanisme cellulaire. Les microtubules se sont avérés importants pour le transport de la charge synaptique et le trafic des endosomes dans les épines dendritiques.

Dans leur ensemble, les résultats de l'étude DYNAMICMTINSPINES nous ont permis de mieux comprendre le processus de l'invasion des microtubules dans les épines dendritiques. Le concept innovant selon lequel les microtubules dynamiques des dendrites affectent les synapses font du processus une cible thérapeutique intéressante pour les maladies neurologiques.

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Mots-clés

Neurone, microtubule, cytosquelette, dendrite, synapse