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HORLOGE BIOLOGIQUE : Les astrocytes, ces étoiles gardiennes du temps

Actualité publiée il y a 1 année 11 mois 4 semaines
Current Biology

Le rôle des astrocytes, un type de cellules gliales en forme d’étoile, impliqué dans le « système glymphatic » -c’est-à-dire le "nettoyage" du cerveau- et dans un certain nombre de comportements dont le comportement alimentaire, n’est pas totalement bien compris. Ces chercheurs Université de Washington à St. Louis montrent avec ces travaux que les astrocytes sont des « gardiens du temps » pour le cerveau, une pièce maîtresse de l'horloge interne du corps et du sommeil.

Jusqu'à récemment, la recherche sur les horloges biologiques qui dictent leurs fluctuations quotidiennes à la plupart des fonctions du corps, dont la température corporelle, la vigilance et bien sûr le sommeil, s'est concentrée sur les neurones, des cellules "électriques " du système nerveux central (SNC). L'horloge maîtresse (master clock) du corps a été localisée dans 2 petites zones sphériques, les noyaux suprachiasmatiques qui comprennent environ 6.000 astrocytes pour 20.000 neurones. Cette équipe révèle aujourd'hui le rôle clé de l'astroglia dans la fixation du rythme nécessaire à l'organisation biologique d'une journée. Les astrocytes ont fait l'objet de peu de recherche car ils ont toujours été considérés comme des cellules secondaires, de soutien, cependant leur rôle est bien plus large qu'on ne le pensait : entre autres fonctions, les astrocytes sécrètent des neurotransmetteurs et aident les neurones à former des synapses renforcées pour consolider notre apprentissage. L'astrocyte joue donc un rôle clé dans la communication entre deux neurones. Mais ce n'est pas tout et cette équipe a souhaité préciser plus largement le rôle des astrocytes dans notre cerveau.


En 2005, la même équipe, celle du Pr Herzog, avait déjà montré que les astrocytes étaient équipés d'horloges quotidiennes mais c'était sans pouvoir les isoler des neurones avec lesquels ils étaient entrelacés. Aujourd'hui, en 2017, l'équipe dispose d'outils optogénétiques qui lui permettent d'étudier indépendamment les astrocytes dans le cerveau. Les chercheurs relatent ici des expériences qui ont consisté à modifier les horloges des astrocytes chez la souris et à surveiller ensuite son comportement.

Les réglages des horloges astrocytaires déterminent le sens du temps chez la souris. Par fluorescence, les scientifiques ont pu constater que les astrocytes expriment le gène d'horloge selon un modèle rythmique : les astrocytes gardent la notion du temps dans les tissus vivants où ils interagissent les uns avec les autres et avec les neurones. Le même résultat est obtenu lorsque les astrocytes sont isolés dans un plat. Enfin, lorsque les scientifiques via le nouvel outil d'édition de gènes CRISPR-Cas9 suppriment un gène d'horloge uniquement chez les astrocytes de cerveaux de souris vivantes, l'horloge se met à fonctionner plus lentement, avec un décalage d'environ une heure par jour.

Les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi les astrocytes sont si importants dans le réglage de l'horloge et comment ils interagissent avec les neurones dans cette fonction de maîtrise du temps. Cependant leurs recherches s'ajoutent à un ensemble de travaux suggérant que les astrocytes jouent un rôle maître dans le cerveau, ici dans la maîtrise et la régularité du cycle circadien, un rôle bien supérieur à la fonction subalterne de soutien qu'on leur prêtait jusque-là.

March, 2017 DOI: 10.1016/j.cub.2017.02.037 Astrocytes Regulate Daily Rhythms in the Suprachiasmatic Nucleus and Behavior (Visuel@Herzog Lab)

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