La reconnexion de circuits neuronaux exige du doigté
Par Katherine Gombay,ÌýÀ¦°óSMÉçÇø Salle de presse
Une nouvelle technique pourrait permettre de rétablir les connexions neuronales chez les personnes présentant des lésions du système nerveux central
Cet objet microscopique qui ressemble à un cheveu et se déplace à l’écran est en fait un neurone en voie d’être créé par des scientifiques. Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université À¦°óSMÉçÇø et de l’Institut neurologique de Montréal a réussi à créer, pour la première fois, de nouvelles connexions fonctionnelles entre des neurones. Rien ne distingue ces neurones artificiels des neurones qui se développent naturellement dans notre corps, si ce n’est leur croissance au-delà de 60Ìýfois plus rapide.
«ÌýIl s’agit d’une découverte passionnante, car le système nerveux central ne se régénère pasÌý», affirme MontserratÌýLopez, boursière postdoctorale à À¦°óSMÉçÇø qui a consacré quatre années à la conception, au perfectionnement et à l’essai de cette nouvelle technique. «ÌýNotre découverte pourrait permettre de mettre au point de nouveaux types d’interventions chirurgicales et de traitements destinés aux personnes présentant des lésions ou des maladies du système nerveux central.Ìý»
ÌýLégendeÌý: Des chercheurs de l’Université À¦°óSMÉçÇø ont réussi à créer artificiellement des neurones fonctionnels dont la croissance est au-delà de 60Ìýfois plus rapide que celle des neurones naturels. Cette vidéo montre la création d’un circuit neuronal fonctionnel, où un segment de neurone fixé à une petite bille est lentement étiré afin d’être connecté à un autre neurone.
La reconnexion de circuits neuronaux exige du doigté
Puisque la taille d’un neurone ne représente qu’un centième environ du diamètre d’un cheveu, les chercheurs doivent recourir à des instruments très spécialisés et à de nombreuses manipulations extrêmement délicates pour créer des connexions neuronales fonctionnelles capables de transmettre les signaux électriques comme le font les neurones naturels.
Les chercheurs ont utilisé un microscope à force atomique pour attacher une minuscule bille de polystyrène (de quelques micromètres de diamètre) à un segment de neurone agissant comme transmetteur qu’ils ont ensuite étiré, comme s’ils avaient tiré sur un élastique, pour le connecter avec le segment du neurone servant de récepteur.
«ÌýNous n’aurions jamais pu faire cette découverte si les techniciens de laboratoire n’avaient pas réalisé qu’il fallait absolument éviter les mouvements brusques ou rapides en déplaçant les neurones nouvellement créésÌý», précise PeterÌýGrutter, professeur de physique à À¦°óSMÉçÇø et auteur en chef de l’article publié la semaine dernière dans la revue scientifique . «ÌýJusqu’à ce qu’on trouve la bonne façon de transporter les neurones dans l’enceinte du laboratoire, du microscope à l’incubateur où ils passent 24Ìýheures à se développer, nous ne parvenions pas à les faire se comporter comme nous le voulions.Ìý»
​Figure 1 Mechanically pulled connection between two neurons. Left: before, right: after manipulation
Lâcher prise n’est pas toujours chose facile
Un défi encore plus grand attendait les chercheurs après qu’ils eurent réussi à créer des connexions neuronales fonctionnelles. Il leur fallait en effet trouver le moyen de détacher les nouveaux neurones de l’instrument qui avait servi à les créer sans toutefois les détruire. Les chercheurs ont finalement trouvé la bonne technique pour séparer ces deux éléments et préserver le neurone fonctionnel en relâchant les billes de polystyrène.
Bien qu’il soit maintenant possible de créer de nouvelles connexions neuronales, il reste encore beaucoup à faire.
«ÌýLes neurones que nous avons créés mesuraient un peu moins de 1Ìýmillimètre, car nous étions limités par la taille du dispositif expérimental que nous utilisionsÌý», explique la neuroscientifique MargaretÌýMagdesian, auteure principale de l’article, qui travaillait à l’Institut neurologique de Montréal lorsque ces travaux de recherche ont été réalisés. «ÌýCette technique pourrait éventuellement nous permettre de créer des neurones mesurant plusieurs millimètres, mais il faudra pousser la recherche plus loin afin de déterminer si ces connexions neuronales obtenues par micromanipulation diffèrent des connexions naturelles et, si c’est le cas, en quoi elles sont différentes.Ìý»
L’article «ÌýRapid Mechanically Controlled Rewiring of Neuronal CircuitsÌý», par M.ÌýH.ÌýMagdesian et coll., a été publié dans le .
DOIÌý:10.1523/JNEUROSCI.1667-15.2016
Cette étude a été financée par le Programme de subventions à la découverte du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, l’Université À¦°óSMÉçÇø, une allocation de recherche JamesÌýÀ¦°óSMÉçÇø, le Regroupement québécois sur les
matériaux de pointe du Fonds de recherche du QuébecÌý‒ Nature et technologies, une subvention à la formation des Instituts de recherche en santé du Canada, ainsi que par une subvention offerte dans le cadre du Programme de formation orientée vers la nouveauté, la collaboration et l’expérience en recherche (FONCER) du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.
