Les voies chimiques de la mémoire
Pour les experts en neuroscience, la transmission du signal neuronal et les mécanismes moléculaires qui le sous-tendent sont des éléments fondamentaux qui permettront de découvrir de nouveaux traitements pour lutter contre des maladies comme la maladie d'Alzheimer ou optimiser notre façon d'apprendre. Au niveau de la mémoire, la potentialisation à long terme (LTP, pour long term potentiation) est considérée comme étant le substrat responsable du stockage mémoriel cérébral. Les chercheurs du projet Sumokainate («Sumoylation and kainate receptor synaptic plasticity») ont justement achevé une étude sur l'apprentissage, la mémoire et la plasticité synaptique. Ils ont découvert deux voies majeures de potentialisation à long terme. Les chercheurs ont tout d'abord utilisé un composé récemment découvert, 77-LH-28-1, capable de se lier avec un récepteur cholinergique muscarinique (mAChR) dont la famille joue un rôle fondamental au niveau des fonctions cognitives supérieures. La molécule 77-LH-28-1 est particulièrement intéressante car sa fixation sur le récepteur muscarinique entraîne l'ouverture d'un autre récepteur, le récepteur au N-méthyl-D-aspartate (NMDA). Les recherches ont montré que ce dispositif moléculaire jouait un rôle majeur dans le contrôle de la plasticité synaptique et le fonctionnement de la mémoire. Cette molécule représente donc un espoir pour le traitement de la maladie d'Alzheimer. L'équipe du projet Sumokainate a également développé une nouvelle technique dynamique du patch-clamp (mesure électrophysiologique du courant ionique). Cette technique dite de «dynamic-clamp» permet la stimulation d'une activation ou d'une inhibition des canaux ioniques au niveau de la membrane cellulaire. Les données recueillies lors de ces expériences de dynamic clamping ont révélé qu'un phénomène appelé post-dépolarisation jouait un rôle dans l'induction de la potentialisation à long terme. Le terme post-dépolarisation signifie que la cellule neuronale est plus excitable qu'au stade normal. Les chercheurs ont également découvert qu'une autre voie, révélée par l'inhibiteur XE-991 qui agit sur les canaux potassiques kv7, augmentait l'excitabilité neurale. L'inhibition de ces canaux stimule ainsi l'ouverture des récepteurs NMDA qui en retour facilitent l'installation de la potentialisation à long terme. La partie probablement la plus passionnante de ce projet concerne le rôle de la sumoylation au niveau de l'ajustement synaptique, l'une des formes de la plasticité synaptique. L'ajustement synaptique agit comme une rétroaction négative qui stabilise la décharge neuronale. La sumoylation est l'addition post-traductionnelle d'une petite protéine appelée SUMO (pour small ubiqutin related modifier) qui va modifier le fonctionnement de la protéine qui en bénéficie. Les chercheurs ont traité des cellules avec une neurotoxine protéique, la tétrodotoxine (TTX) qui abolit l'activité synaptique. Les données obtenues montrent que, en modulant la sumoylation par des techniques biochimiques, ce processus jouait effectivement un rôle dans l'ajustement synaptique homéostatique des réponses. La sumoylation restait jusqu'à présent un processus largement méconnu hors du noyau cellulaire. Les résultats de ce projet révèlent par conséquent un nouveau mécanisme de sumoylation responsable de la modulation de l'activité synaptique.
