Démêler la connectivité du réseau et la fonction des cellules NG2
Jusqu’à récemment, les études sur le fonctionnement du système nerveux étaient axées sur les neurones. Il est désormais largement reconnu que les cellules gliales — des cellules non neuronales du système nerveux central — jouent plus qu’un rôle de soutien. Les cellules NG2 (précurseurs d’oligodendrocytes ou OPC) constituent la catégorie de cellules gliales la plus récemment décrite. Nous commençons tout juste à comprendre comment elles sont intégrées au réseau neuronal et contribuent à sa fonction. Les cellules NG2 entrent en contact avec les neurones, et les neurones forment des synapses sur les cellules NG2. Il est intéressant de noter que, contrairement à la plupart des neurones, les cellules NG2 conservent leur capacité d’auto-renouvellement. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA), le projet NG2-cells a examiné de plus près la morphologie, la connectivité et la physiologie des cellules NG2.
Un rôle à multiples facettes dans la fonction cérébrale
Les cellules OPC donnent naissance à des oligodendrocytes matures qui produisent la myéline, une gaine grasse enveloppant les axones pour assurer une conduction nerveuse rapide et efficace et protéger les fibres nerveuses de la dégénérescence. La perte de myéline et le dysfonctionnement des oligodendrocytes jouent un rôle dans de nombreuses maladies neurodégénératives. Les cellules NG2 ont principalement été étudiées à cet égard. Cependant, elles interagissent avec les neurones et d’autres cellules gliales. Elles possèdent de nombreuses protubérances qui s’étendent dans le tissu cérébral environnant, et on les trouve partout dans le cerveau. Le projet NG2-cells a permis d’examiner de plus près les contacts et le comportement de ces cellules gliales énigmatiques.
Connectivité morphologique et fonctionnelle
Le projet a évalué la distribution des cellules NG2 et de certains de leurs partenaires d’interaction à différents stades du développement. Selon Friederike Pfeiffer, titulaire d’une bourse MSCA et rattachée à l’Université Eberhard Karl de Tübingen, coordinatrice du projet, «à l’aide d’une microscopie à haute résolution révélant les cellules NG2 en vert, les vaisseaux sanguins en rouge et les noyaux cellulaires généraux en bleu, nous avons suivi les saillies NG2 en forme de toile pour identifier leurs cibles et avons constaté qu’elles contactent fréquemment les vaisseaux sanguins et les neurones». Leur contact intime avec le système vasculaire et les neurones suggère que les cellules NG2 pourraient jouer un rôle dans le «couplage neurovasculaire», un phénomène récemment décrit faisant référence au lien étroit entre l’activité neuronale et le flux sanguin cérébral. Les cellules NG2 pourraient moduler le soutien métabolique aux régions cérébrales actives, voire moduler les propriétés de la barrière hémato-encéphalique.
Les cellules NG2 dans la santé et la maladie du système nerveux
L’équipe a adapté plusieurs techniques pour étudier les changements physiologiques des cellules NG2 et a évalué la réaction des cellules aux dérégulations au sein du réseau. Ils étudient actuellement comment les interactions des cellules NG2 avec les neurones et le système vasculaire modifient le comportement des cellules NG2. En outre, bien que cela ne figurait pas dans le plan initial, l’équipe a identifié certaines molécules cibles putatives et a préparé le terrain pour étudier les mécanismes moléculaires qui sous-tendent les interactions entre les cellules NG2 et d’autres types de cellules. Si l’on compare les résultats morphologiques du projet au séquençage récent de l’ARN, les cellules NG2 sont probablement affectées et/ou impliquées dans la manifestation de nombreuses maladies neurodégénératives et de troubles neurologiques, voire responsables de toutes ces pathologies. Friederike Pfeiffer conclut: «Les cellules gliales semblent jouer un rôle dans le traitement très complexe des signaux qui sous-tendent les tâches très complexes que nous accomplissons quotidiennement. Notre projet ouvre la porte à de nouvelles voies de recherche pour, en fin de compte, comprendre la contribution des cellules NG2 au bon fonctionnement du cerveau et trouver de nouvelles cibles pour les futures thérapies qui améliorent la fonction cérébrale dans les troubles neurodégénératifs.» Les cellules NG2, les plus récentes de la famille des cellules gliales, sont prometteuses comme voie de restauration de la fonction du système nerveux, et les travaux de Friederike Pfeiffer nous propulsent vers une solution.
Mots‑clés
NG2-cells, cellules NG2, neurone, cellules gliales, système nerveux, neurodégénératif, vaisseaux sanguins, couplage neurovasculaire, OPC, cellules précurseurs d’oligodendrocytes
