Les neurones peuvent communiquer à distance en mode "sans fil" : c'est ce que suggère une nouvelle étude

Les cellules nerveuses peuvent-elles communiquer sans fil, c'est-à-dire en mode wi-fi ? Apparemment, oui, du moins chez un type particulier de ver. Faisons plus ample connaissance pour comprendre cette incroyable caractéristique et ses implications possibles.

Caenorhabditis elegans, le petit ver indispensable à la science

Dan Dickinson, Goldstein lab, UNC Chapel Hill/Wikimedia commons - CC BY-SA 3.0

Le Caenorhabditis elegans, également connues sous le nom de ver nématode, sont des organismes modèles largement utilisés en recherche scientifique. Caractérisés par leur forme cylindrique, ces petits vers mesurent environ un millimètre de long et se trouvent fréquemment dans le sol. Une de leurs caractéristiques distinctives est leur anatomie relativement simple, avec un nombre fixe de cellules dans leur corps. Cette simplicité structurelle en fait un sujet d'étude idéal pour comprendre le processus de développement embryonnaire. Ce qui le rend particulièrement précieux pour la recherche, c'est également son cycle de vie court, qui dure environ deux semaines. Cette caractéristique permet aux scientifiques d'étudier rapidement les changements génétiques et phénotypiques à travers de nombreuses générations, accélérant ainsi la recherche scientifique.

De plus, leur génome complet a été séquencé, fournissant une carte détaillée de leur matériel génétique. Cela a rendu possible l'identification et l'étude de nombreux gènes impliqués dans des processus biologiques fondamentaux, contribuant de manière significative à la compréhension de la biologie cellulaire et du développement. Leur ubiquité et leurs caractéristiques en font un outil essentiel dans divers domaines de la recherche scientifique, de la biologie du développement à la neurobiologie et à la génétique. Dans le domaine des neurosciences en particulier, une caractéristique très importante des petits et célèbres Caenorhabditis elegans a émergé : de nouvelles recherches ont en effet soulevé des questions importantes sur la méthode standard de communication entre les cellules nerveuses, qui se produit chez ces créatures comme une sorte de "wi-fi".

Réseau nerveux sans fil chez le ver Caenorhabditis elegans

Bob Goldstein, UNC Chapel Hill/Wikimedia commons - CC BY-SA 3.0

Concrètement, qu'est-ce que cela signifie ? En cartographiant le système nerveux de ce ver, le réseau nerveux sans fil a été découvert, dépassant la communication traditionnelle précédente par des connexions chimiques du système nerveux. Cela concerne la véritable nature de la communication des neuropeptides, des messagers chimiques composés de petites chaînes d'acides aminés synthétisées et libérées par les neurones. William Schafer et ses collègues neuroscientifiques du Laboratoire MRC de Biologie Moléculaire de Cambridge, en Angleterre, ont examiné le rôle des neuropeptides, émettant l'hypothèse qu'ils ne jouent pas simplement le rôle de messagers dans la communication au sein du système nerveux.

En observant les interactions, l'équipe a identifié une carte composée de connexions potentielles sans fil à travers les différentes cellules nerveuses. De l'Université de Princeton, aux États-Unis, en même temps, l'équipe dirigée par Andrew Leifer a suivi le parcours du signal de Caenorhabditis elegans en mesurant l'activité neuronale et en confirmant la contribution du réseau sans fil. Les chercheurs, dans la carte complète de la communication des neuropeptides, ont intégré des données anatomiques, biochimiques et d'expression génétique en utilisant des modèles mathématiques pour détecter les signaux et identifier les caractéristiques cruciales du réseau et des neurones impliqués.

Signaux "sans fil" entre les neurones, nouvelles thérapies possibles

MR McGill/Flickr - CC BY-NC 2.0

Le responsable du département de neurosciences et de santé mentale au Medical Research Council, Jo Latimer, a souligné l'importance de ce travail. Les données recueillies décrivent un réseau complexe mais excellemment organisé dans le système nerveux du ver : cela représente une avancée majeure vers la compréhension du fonctionnement du cerveau et du système nerveux, pouvant conduire au développement de nouvelles thérapies.

La carte créée par les chercheurs, appelée connectome, qui identifie 31 479 communications entre les neurones facilitées par les neuropeptides, peut contribuer à comprendre la cause de l'apparition de certains problèmes neuropsychiatriques très courants, tels que le stress post-traumatique et les troubles alimentaires. Initialement considéré comme câblé, c'est-à-dire connecté physiquement par des synapses, après la première cartographie en 2019, il a été découvert aujourd'hui que les neurones du cerveau du C.elegans peuvent effectivement communiquer "sans fil". Une découverte importante qui peut apporter de nombreux avantages pour notre bien-être mental et le traitement de conditions jusqu'ici sans solution définitive.