La recherche sur la protéine Netrin1
Des chercheurs du Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research de l’UCLA ont découvert une fonction jusqu’alors inconnue de la protéine netrin1 dans le développement de la moelle épinière. Bien que cette protéine soit depuis longtemps reconnue pour son rôle de signal d’orientation dans la croissance des fibres nerveuses, cette nouvelle étude révèle qu’elle régule également la signalisation de la protéine morphogénétique osseuse (BMP), qui est cruciale pour l’organisation des régions de la moelle épinière au cours du développement précoce. La recherche, publiée dans Cell Reports, montre que la netrin1 dirige non seulement la croissance des fibres nerveuses, mais agit également comme un fixateur de limites, contrôlant la propagation de la signalisation BMP dans la moelle épinière en développement. Cette régulation est particulièrement importante pour garantir que la signalisation BMP, qui joue un rôle clé dans le développement des neurones sensoriels, reste confinée à la région dorsale de la moelle épinière, où les processus sensoriels comme le toucher et la douleur sont traités. Selon le Dr Samantha Butler, auteure principale de l’étude, la découverte est née d’une curiosité scientifique. « Nous avons découvert que cette protéine, que nous connaissons depuis longtemps comme un puissant architecte des circuits neuronaux, joue un rôle totalement inattendu dans l’organisation de la moelle épinière au cours du développement précoce », explique Butler. L’étude se concentre sur la moelle épinière dorsale, où les entrées sensorielles sont traitées. La formation appropriée des neurones sensoriels nécessite une compartimentation précise de cette région, et la signalisation BMP est essentielle à ce processus. Le défi, cependant, est de maintenir les signaux BMP confinés à la zone dorsale, en veillant à ce que les autres régions de la moelle épinière ne soient pas affectées. Sans la fonction de définition des limites de la nétrine1, cette structuration minutieuse pourrait être perturbée, conduisant à des circuits neuronaux désorganisés. Sandy Alvarez, étudiante diplômée du laboratoire de Butler et première auteure de l’étude, a souligné l’importance du rôle de la nétrine 1 dans la régulation de l’activité des BMP. « La spécificité régionale des molécules de signalisation comme les BMP et la nétrine 1 est extrêmement importante pour la formation et le fonctionnement corrects du réseau neuronal », a déclaré Alvarez. « Sans la régulation de la nétrine 1, nous verrions probablement un réseau neuronal désorganisé, ce qui pourrait affecter la manière dont les axones atteignent leurs cibles, et même si elles le font. » Pour étudier ces résultats, l’équipe de recherche a mené des expériences de gain de fonction avec des embryons de poulet et de souris, ainsi qu’avec des cellules souches embryonnaires de souris. Lorsqu’ils ont introduit une version traçable de la nétrine 1 dans la moelle épinière en développement, ils ont été surpris de constater que les axones avaient disparu. Au début, Alvarez pensait que l’expérience avait échoué, mais après avoir répété les résultats, elle a réalisé que le résultat surprenant était dû à la répression de l’activité des BMP par la nétrine 1. L’étude a démontré que l’augmentation des niveaux de nétrine 1 a conduit à la disparition de certaines populations de cellules nerveuses dorsales, tandis que la diminution des niveaux de nétrine 1 a provoqué l’expansion de ces populations. Une analyse bioinformatique plus poussée a révélé que la nétrine 1 atteint cet effet en contrôlant la traduction de l’ARN, qui à son tour régule la signalisation BMP. Le Dr Butler s’est dite enthousiasmée par le potentiel de cette découverte, en particulier pour ses applications cliniques. « La nétrine 1 est l’architecte de circuits neuronaux le plus puissant avec lequel j’ai jamais travaillé », a-t-elle déclaré. « Notre prochaine tâche consistera à comprendre comment nous pouvons déployer la nétrine 1 pour reconstruire les circuits chez les patients atteints de lésions nerveuses ou de moelle épinière blessée. » Bien que l’étude soit axée sur le développement de la moelle épinière, les chercheurs suggèrent également que leurs découvertes pourraient avoir des implications plus larges. Netrin1 et BMP sont exprimés dans d’autres organes où la structuration cellulaire précise est cruciale, et l’étude pourrait offrir un aperçu des conditions dans lesquelles ces protéines sont impliquées, comme certains cancers ou troubles du développement.
Commentaire de la chroniqueuse de SuppBase Alice Winters
Cette étude récente sur la nétrine 1 et son rôle dans le développement de la moelle épinière apporte une tournure fascinante et inattendue à notre compréhension de la structuration neuronale. Pendant des années, cette protéine a été reconnue principalement pour ses propriétés de guidage, qui aident à orienter la croissance des fibres nerveuses le long de trajectoires désignées. Cependant, la découverte qu’elle fonctionne également comme un régulateur de frontière pour la signalisation BMP dans la moelle épinière en développement ajoute une couche de complexité à son rôle dans le développement neurologique. D’un point de vue plus large, cette découverte pourrait changer le paradigme de la façon dont nous comprenons les circuits neuronaux, en particulier dans le contexte des lésions de la moelle épinière et des maladies neurologiques. Pendant des décennies, la communauté scientifique a cru que les principaux acteurs du développement neuronal étaient en grande partie statiques, la nétrine 1 agissant comme un simple signal directionnel. Cette étude remet en question cette vision en révélant l’interaction nuancée entre la nétrine 1 et la signalisation BMP. En limitant l’activité BMP à des régions spécifiques de la moelle épinière, la nétrine 1 assure le développement précis des neurones sensoriels, ce qui est essentiel au bon fonctionnement du système nerveux. Les implications de cette découverte vont bien au-delà du domaine du développement embryonnaire. Comme le souligne le Dr Butler, le rôle régulateur de la nétrine 1 pourrait être essentiel dans les applications thérapeutiques, en particulier dans le contexte des lésions de la moelle épinière. Si les recherches futures parviennent à exploiter les capacités de la nétrine 1 à fixer des limites pour contrôler l’activité des BMP, elles pourraient ouvrir la voie à des traitements innovants visant à réparer, voire à régénérer, les tissus spinaux endommagés. Cela pourrait représenter une avancée significative dans le domaine de la médecine régénérative. De plus, l’étude suggère que la nétrine 1 et la BMP pourraient jouer un rôle crucial dans d’autres organes, en particulier dans le contexte de troubles du développement ou de cancers, ouvre des perspectives passionnantes pour les recherches futures. Les interactions entre les protéines pourraient être la clé de la compréhension d’une variété de conditions pathologiques impliquant une signalisation cellulaire et une configuration tissulaire anormales. En résumé, bien que cette étude soit fondée sur la neurobiologie fondamentale, ses applications potentielles en milieu clinique en font une étape importante dans la médecine régénérative. Alors que les chercheurs continuent d’explorer les rôles multidimensionnels de la nétrine 1, nous pourrions bien être à l’aube d’une nouvelle ère dans le traitement des lésions de la moelle épinière, de la dégénérescence neurale et peut-être même de certains cancers.
