Les scientifiques savent depuis des années qu’un réseau de vaisseaux sanguins nourrit les cellules de la rétine qui nous permettent de voir – mais la manière dont cette structure complexe est créée reste un mystère.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’UC San Francisco ont découvert un nouveau type de neurone qui guide sa formation.
La découverte, décrite dans le numéro du 23 mai 2024 de Cellulepourrait un jour conduire à de nouveaux traitements pour les maladies liées à une altération de la circulation sanguine dans les yeux et le cerveau.
C’est la première fois que des neurones rétiniens utilisent un contact direct avec des vaisseaux sanguins pour les guider afin de former ces réseaux 3D précis. Cela nous rapproche de la possibilité de les réparer lorsqu’ils sont endommagés ou de les réacheminer lorsqu’ils n’ont pas été construits correctement au départ. »
Xin Duan, PhD, professeur agrégé d’ophtalmologie et auteur principal de l’étude
Une protéine qui détecte la présence de cellules voisines
Les chercheurs ont travaillé avec des souris nouveau-nées, dont les yeux ont encore besoin de plusieurs semaines pour se développer pleinement. Kenichi Toma, PhD, a marqué les neurones rétiniens les plus proches des vaisseaux sanguins avec une protéine qui brille en vert sous la lumière ultraviolette afin de pouvoir observer le réseau pendant sa formation.
L’équipe a ensuite identifié un sous-ensemble de neurones, appelés neurones périvasculaires, qui entrent en contact puis entourent les vaisseaux sanguins en croissance, les dirigeant pour former le réseau. Ces neurones périvasculaires produisent une protéine appelée PIEZO2 qui leur permet de détecter lorsqu’ils touchent une autre cellule.
Les neurones périvasculaires chez les souris incapables de produire PIEZO2 ne pouvaient pas maintenir le contact avec les vaisseaux sanguins et se développaient de manière emmêlée et désorganisée, ce qui perturbait le flux sanguin.
Manquant d’oxygène, les cellules nerveuses environnantes se sont dégradées et les souris mutantes étaient plus vulnérables aux blessures ressemblant à des accidents vasculaires cérébraux.
Duan a découvert que ces neurones guident la formation d’un réseau similaire de vaisseaux sanguins dans le cervelet, une partie du cerveau impliquée dans la coordination, le langage et la perception sensorielle.
“Le fait que nous observions ce même schéma se répéter dans le cerveau signifie que les dommages causés à ce réseau pourraient jouer un rôle dans plusieurs maladies neurodégénératives”, a déclaré Toma.
L’équipe a collaboré avec le biologiste du développement Arnold Kriegstein, MD, PhD, pour confirmer que les neurones rétiniens périvasculaires existent également chez l’homme.
La vue 3D montre comment le réseau se forme
Jusqu’à présent, la plupart des recherches sur le lien entre les systèmes vasculaire et nerveux ont été limitées par une technologie qui permet uniquement aux scientifiques de prendre des photos en deux dimensions.
Mais Duan et Toma ont bénéficié d’une nouvelle technique, utilisant la microscopie multiphotonique, que Tyson Kim, MD, PhD, professeur adjoint d’ophtalmologie, avait développée pour réaliser des images 3D des réseaux sanguins rétiniens sans perturber l’œil.
Kim a aidé Toma à créer des films tournants qui capturaient le réseau sous tous les angles et montraient comment il s’effondrait en l’absence de PIEZO2.
“Nous souhaitions collaborer depuis un certain temps et c’était l’occasion idéale”, a déclaré Kim. “C’était vraiment une confluence de ce qui nous passionne chacun.”
Une nouvelle façon de protéger les neurones
Ces découvertes pourraient inspirer de nouvelles façons de traiter les maladies neurodégénératives en garantissant que les neurones, qui nécessitent beaucoup d’énergie, maintiennent un apport sanguin sain.
“Beaucoup de gens essaient de comprendre comment développer des neurones”, a déclaré Duan. “Mais comment pouvons-nous développer les réseaux complexes de vaisseaux sanguins nécessaires à leur soutien ? C’est la question à laquelle nous essayons de répondre.”
Source:
Université de Californie – San Francisco
2024-05-24 05:54:00
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