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L'anatomie de la respiration

Des chercheurs européens ont étudié comment le dysfonctionnement des centres respiratoires du cerveau pouvait générer certaines maladies respiratoires. En identifiant les déterminants moléculaires de ces pathologies respiratoires, ils espèrent ainsi pouvoir élaborer de nouvelles stratégies interventionnelles.
L'anatomie de la respiration
Le syndrome d'hypoventilation centrale congénitale (SHCG) est une maladie congénitale des nouveau-nés qui débouche sur l'arrêt respiratoire de l'enfant pendant son sommeil. Même si cette affection respiratoire est extrêmement rare, elle est source de grandes souffrances pour les familles touchées. Notre connaissance limitée de son étiologie a pour origine la difficulté d'accès et d'étude des populations neuronales du tronc cérébral qui contrôlent la respiration.

Des indices concordants suggèrent que ces troubles respiratoires congénitaux sont provoqués par un dysfonctionnement du contrôle neuronal de la respiration. Des régions bien spécifiques du cerveau contrôlent en effet le niveau d'oxygène et de dioxyde de carbone de la périphérie et relaient cette information afin d'initier l'inspiration et la respiration. Pour appréhender l'étiologie du syndrome d'hypoventilation centrale congénitale appelé également le syndrome d'Ondine, il est donc essentiel de comprendre comment ces centres respiratoires apparaissent et fonctionnent.

Dans cette optique, les chercheurs du projet OLIG3-LBX1 BREATHING («Function of the transcription factors Olig3 and Lbx1 in brainstem respiratory nuclei»), financé par l'UE, se sont intéressés au rôle de certains facteurs de transcription dont la fonction permet d'établir ces centres respiratoires pendant le développement de l'embryon. Le consortium a donc travaillé sur Olig3, un facteur de transcription exprimé dans les cellules progénitrices du tronc cérébral dorsal et Lbx1, un autre facteur de transcription exprimé dans l'un des noyaux du cerveau postérieur qui contrôle la respiration.

Les souris portant des mutations sur le gène Olig3 présentent une cyanose après la naissance même si leur respiration semble identique à celle des contrôles de la portée. Les mutants Olig3 n'arrivent pas à développer leur respiration et hypo-ventilent rapidement. L'hypoventilation est provoquée par l'absence anatomique du centre de détection d'oxygène, ce qui souligne l'importance de ces voies respiratoires très tôt dans la vie. Des observations similaires ont été faites sur des souris déficientes en Tlx3, un autre facteur essentiel de transcription.

En réalisant un dépistage génétique des patients souffrant du syndrome d'Ondine, les partenaires du projet ont également identifié une mutation sur un nouveau gène. Ils ont ensuite développé une souris transgénique portant la même mutation et observé que sa respiration était plus lente et plus superficielle. L'exploration anatomique de ces souris a montré qu'un centre respiratoire était absent et qu'elles étaient incapables de répondre à la concentration en dioxyde de carbone.

Au total, ces recherches soulignent l'importance de plusieurs facteurs de transcription essentiels pour le développement t des centres respiratoires du tronc cérébral. L'identification des mutations qui touchent ces facteurs de transcription dans le cas du syndrome d'Ondine pourrait ainsi servir de base à de futures recherches et de nouvelles études interventionnelles.

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Mots-clés

Centre respiratoire, troubles de la respiration, syndrome d'hypoventilation centrale congénitale, tronc cérébral