Une étude sur les nématodes dévoile les secrets du sommeil
Après une journée exténuante ou stressante, il n’y a souvent rien de mieux qu’une bonne nuit de sommeil pour aider à restaurer notre bien-être physique et mental. «Nous pensons que le sommeil est essentiel parce qu’il est présent chez tous les animaux dotés d’un système nerveux», fait remarquer Henrik Bringmann, coordinateur du projet SLEEPCONTROL, de l’Université technique de Dresde, en Allemagne. «Nous ne connaissons aucun animal ayant un système nerveux qui ne dorme pas.» Dans toutes les espèces, le sommeil est contrôlé par des neurones spécialisés qui s’activent spécifiquement pendant le sommeil appelés neurones actifs pendant le sommeil. Alors que leur existence est connue depuis des décennies, nous en savons peu sur la manière dont ils sont contrôlés et sur leur fonctionnement à l’échelle moléculaire. Cela est dû en partie aux difficultés inhérentes à l’étude de la génétique du sommeil.
Un modèle animal approprié
«De nombreux traits du sommeil ne sont pas spécifiques», explique Henrik Bringmann. «Par exemple, une souris mutante qui ne dort pas beaucoup pourrait présenter un défaut dans le système de contrôle du sommeil, mais aussi dans son système d’éveil, ce qui signifie qu’elle pourrait simplement être stressée.» Un autre des défis est le fait qu’un manque de sommeil est souvent considéré comme mortel pour les sujets animaux. Les recherches menées dans le laboratoire d’Henrik Bringmann ont permis de réaliser des progrès importants dans ce domaine. Il a été démontré que le sommeil chez les nématodes dépend d’un seul neurone actif pendant le sommeil, le RIS. En outre, des nématodes mutants, chez qui un manque de sommeil n’était pas mortel, ont également été identifiés. «Le RIS est très similaire aux neurones actifs pendant le sommeil des humains», signale Henrik Bringmann. «Si nous l’éliminons, nous supprimons le sommeil. Au laboratoire, nous disposions ainsi d’un système simplifié de neurone actif pendant le sommeil, à l’intérieur d’un modèle animal approprié.»
Les mécanismes du sommeil
L’objectif du projet SLEEPCONTROL, entrepris avec le soutien du Conseil européen de la recherche, était d’utiliser ce modèle animal pour découvrir le fonctionnement de RIS à l’échelle moléculaire. Pour y parvenir, l’équipe a mené une analyse génétique des mutants en matière de sommeil. Elle a obtenu des images de l’activité neuronale et l’a manipulé. «Nous avons pu identifier trois mécanismes qui activent le neurone du sommeil RIS», explique-t-il. «Nous avons démontré qu’en cas de stress thermique, un facteur conservé appelé EGF active le neurone RIS directement et par le biais d’un deuxième neurone. De cette manière, le sommeil s’accroît lorsque les cellules du corps font face à un stress thermique.» L’équipe du projet a identifié des gènes anti-âge qui activent le RIS pendant les périodes de famine, ce qui aide à promouvoir la survie. «Nous avons également montré que les lésions cutanées provoquent l’administration de peptides antimicrobiens», poursuit Henrik Bringmann. «Ceux-ci se déplacent jusqu’au système nerveux pour activer le RIS et provoquer le sommeil, ce qui s’avère utile pour que le nématode puisse survivre à la lésion.»
Lutter contre les troubles du sommeil
SLEEPCONTROL a également identifié l’AP2, une protéine nécessaire pour le sommeil dans le RIS, qui servirait aussi à contrôler le sommeil dans des modèles murins. Les travaux du projet dans des modèles de nématodes pourraient ainsi s’avérer pertinents pour comprendre les mécanismes du sommeil chez les mammifères, et par conséquent, chez les êtres humains. «En activant des voies génétiques de promotion du sommeil, il devrait être possible de développer de traitements pour les troubles du sommeil chez les personnes», ajoute-t-il. «Il s’agit d’une aspiration à long terme. Le sommeil chez les mammifères est bien plus complexe que chez les nématodes, et plus difficile à étudier. Toutefois, le nématode nous apporte une feuille de route qui nous indique le chemin à prendre.» Henrik Bringmann vise à poursuivre ces travaux pour mieux comprendre les mécanismes et les principes fondamentaux qui contrôlent le sommeil chez les nématodes. Ces résultats fourniront des hypothèses qui pourront ensuite être traduites et testées dans des modèles murins. «L’étape finale consiste à traduire ces travaux chez l’être humain, afin de nous aider à comprendre le sommeil humain et ses troubles, et de développer des traitements pour les troubles du sommeil», conclut Henrik Bringmann. «Cela nécessitera des efforts longs et concertés de la part de nombreux laboratoires.»
Mots‑clés
SLEEPCONTROL, dormir, sommeil, neurones, RIS, génétique, AP2, traitements
