Résumé: Les chercheurs ont identifié et cartographié divers types de cellules dans le noyau cochléaire, la région du tronc cérébral responsable du traitement du son. À l’aide de techniques moléculaires avancées, ils ont découvert des types de cellules distincts et nouvellement identifiés qui traitent des caractéristiques sonores spécifiques, telles que des bruits aigus ou des changements de hauteur.
Ces résultats remettent en question les idées existantes sur l’audition et ouvrent la voie à des traitements ciblés des troubles auditifs. En créant un atlas cellulaire et moléculaire, les scientifiques peuvent désormais développer des thérapies plus précises pour des pathologies telles que la perte auditive, faisant ainsi progresser le domaine de la médecine auditive personnalisée.
Faits clés
- Découverte du type de cellule : Les chercheurs ont identifié de nouveaux sous-types de neurones dans le noyau cochléaire, affinant ainsi notre compréhension du traitement auditif.
- Techniques avancées : Des outils tels que le séquençage de l’ARN mononucléaire et Patch-seq ont créé un atlas cellulaire détaillé du noyau cochléaire.
- Potentiel thérapeutique : Les résultats permettent des traitements plus ciblés pour les troubles auditifs, bénéficiant aux patients qui ne peuvent pas utiliser d’implants cochléaires.
Lorsque nous entendons des sons, les cellules spécialisées du noyau cochléaire sont les premières à traiter ces informations, permettant ainsi à notre cerveau de comprendre la parole, d’apprécier la musique et de reconnaître divers bruits.
Depuis des décennies, cette zone est connue pour être un élément essentiel du système auditif ; cependant, les populations cellulaires spécifiques responsables du traitement des différents sons au sein du noyau cochléaire n’ont pas été entièrement comprises ou classées.
Les chercheurs affirment que cela a des implications plus larges : ces mêmes stratégies pourraient être applicables à d’autres voies sensorielles, offrant ainsi de nouvelles façons de comprendre comment le cerveau traite les informations sensorielles. Crédit : Actualités des neurosciences
Des chercheurs du Baylor College of Medicine, du Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute du Texas Children’s Hospital et de l’Oregon Health & Science University ont désormais pu faire exactement cela, en identifiant et en cartographiant les divers types de cellules dans cette zone cruciale du tronc cérébral.
Les résultats, publiés dans la dernière édition de Communications naturellesa non seulement validé les définitions moléculaires des types cellulaires en les comparant avec des données anatomiques et physiologiques connues, mais a également identifié de nouveaux sous-types de neurones majeurs impliqués dans le processus auditif.
« Comprendre ces types de cellules et leur fonctionnement est essentiel pour faire progresser les traitements des troubles auditifs », a déclaré le Dr Matthew McGinley, professeur adjoint de neurosciences à Baylor et l’un des auteurs de l’étude.
« Pensez à la façon dont les cellules musculaires du cœur sont responsables de la contraction, tandis que les cellules valvulaires contrôlent le flux sanguin. Le tronc cérébral auditif fonctionne de la même manière : différents types de cellules réagissent à des aspects distincts du son.
Par exemple, certaines cellules réagissent à des bruits soudains et aigus, tandis que d’autres détectent des changements de hauteur ou des sons fluctuants, comme ceux que l’on trouve dans la parole ou la musique. Savoir quels types de cellules gouvernent ces différentes fonctions permet aux chercheurs de développer des traitements plus ciblés et plus efficaces.
« Nous avons longtemps cru à l’existence de types cellulaires distincts dans le noyau cochléaire, mais jusqu’à présent, nous manquions des outils nécessaires pour les identifier de manière définitive.
“Cette étude confirme non seulement bon nombre des types de cellules que nous avions anticipés, mais elle en dévoile également de tout nouveaux, remettant en question les principes de longue date du traitement auditif dans le cerveau et offrant de nouvelles voies d’exploration thérapeutique”, a déclaré le Dr Xiaolong Jiang, professeur agrégé. de neurosciences à Baylor et auteur principal de l’étude.
Les chercheurs ont utilisé une approche à multiples facettes pour déchiffrer les types de cellules. Le séquençage de l’ARN mononucléaire leur a permis de définir des populations neuronales au niveau moléculaire, et le Patch-seq leur a permis de corréler les données moléculaires avec les caractéristiques phénotypiques des cellules.
Cela a permis de créer un atlas cellulaire et moléculaire complet du noyau cochléaire et de découvrir la conception moléculaire des spécialisations cellulaires essentielles au traitement sensoriel.
“Ces stratégies utilisées nous ont aidé à créer les outils nécessaires à d’autres scientifiques pour cibler ces neurones spécifiques, ce qui aidera à découvrir davantage de fonctions nouvelles de ces cellules et sous-types dans ce processus particulier”, a ajouté Jiang.
Les chercheurs affirment que cela a des implications plus larges : ces mêmes stratégies pourraient être applicables à d’autres voies sensorielles, offrant ainsi de nouvelles façons de comprendre comment le cerveau traite les informations sensorielles.
Les résultats de cette étude peuvent également être utilisés pour commencer à développer des interventions thérapeutiques ciblées et des traitements pour les troubles auditifs, par exemple pour les patients présentant une fonction altérée du nerf auditif, pour lesquels les implants cochléaires ne sont pas une option.
“Si nous pouvons comprendre de quoi chaque type de cellule est responsable et avec l’identification de nouveaux sous-types de cellules, les médecins pourront potentiellement développer des traitements ciblant des cellules spécifiques avec une plus grande précision”, a déclaré McGinley.
« Ces résultats, grâce au travail de notre équipe collaborative, constituent une avancée significative dans le domaine de la recherche auditive et nous rapprochent d’un traitement plus personnalisé pour chaque patient. »
À propos de cette actualité de la recherche en neurosciences auditives
Recherche originale : Accès libre.
“Logique moléculaire pour les spécialisations cellulaires qui initient les voies de traitement auditif parallèles» par Matthew McGinley et al. Communications naturelles
Abstrait
Logique moléculaire pour les spécialisations cellulaires qui initient les voies de traitement auditif parallèles
Le complexe nucléaire cochléaire (CN), point de départ de tout traitement auditif central, englobe une suite de types de cellules neuronales hautement spécialisées pour le codage neuronal des signaux acoustiques. Cependant, la logique moléculaire régissant ces spécialisations reste inconnue.
La taxonomie complète des types de cellules qui en résulte concilie la position anatomique, les critères morphologiques, physiologiques et moléculaires, permettant la détermination de la base moléculaire des phénotypes cellulaires spécialisés dans le CN.
En particulier, l’identité du type de cellule CN est codée dans une architecture transcriptionnelle qui orchestre une expression fonctionnellement congruente dans un petit ensemble de familles de gènes afin de personnaliser les modèles de projection, la communication synaptique entrée-sortie et les caractéristiques biophysiques requises pour coder des aspects distincts des signaux acoustiques.
Ce compte rendu à haute résolution de l’hétérogénéité cellulaire du niveau moléculaire au niveau du circuit révèle la logique moléculaire qui régit les spécialisations cellulaires, permettant ainsi la dissection génétique du traitement auditif et des troubles auditifs avec une spécificité élevée.
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