La migration des interneurones contrôle la croissance du cortex cérébral et sa perturbation pourrait expliquer la macrocéphalie
Une équipe de l’Université de Liège vient de découvrir l’existence d'un dialogue moléculaire spécifique entre les interneurones inhibiteurs en migration et les cellules souches des neurones excitateurs qui se révèle nécessaire au développement du cortex cérébral. Les chercheurs ont découvert que ce crosstalk conditionne le développement harmonieux du cortex et que son altération pourrait expliquer le développement de la macrocéphalie voire de l’autisme. Leurs résultats sont publiés dans la prestigieuse revue scientifique Cell.
Le cortex cérébral comporte des neurones excitateurs et des interneurones inhibiteurs. Les premiers sont produits localement et se déplacent par glissement radiaire afin d’atteindre leur position finale au sein du cortex. Les interneurones naissent, eux, à grande distance du cortex cérébral et migrent le long de corridors tangentiels par déplacement saltatoire (par petits sauts). Des chercheurs du laboratoire de régulation moléculaire de la neurogenèse au sein du GIGA (Université de Liège), dirigé par le Dr Laurent NGUYEN, viennent d’identifier le rôle de cette migration saltatoire des interneurones. C’est en manipulant le mode de migration des interneurones que les chercheurs ont identifié l’existence d’un dialogue entre ces neurones et les cellules souches pour le contrôle de la production des neurones excitateurs. Ils montrent aussi que le dérèglement de la cadence de migration des interneurones conduit à l’augmentation temporaire de leur nombre dans le cortex, ce qui pourraitconduire à la macrocéphalie et au développement de maladies psychiatriques tel que l’autisme.
« De manière plus précise, la conversion du mode de migration des interneurones est rendue possible en éliminant l’activité d’une enzyme appelée carboxypeptidase 1 (CCP1). Cette modification génétique permet de convertir le déplacement saltatoire des neurones en glissement sans en altérer leur vitesse moyenne de migration », explique Carla SILVA, chercheuse au sein de l’équipe du Dr Laurent NGUYEN.
Ces travaux démontrent la fonction physiologique de la migration saltatoire : ce mode de migration est cactérisé par des périodes d’arrêt non synchronisées au sein de la population d’interneurones. C’est cette hétérogénéité de mouvement qui régule le débit d’interneurones atteignant le cortex cérébral en développement où ils rentrent alors en dialogue avec les cellules souches pour contrôler la production de neurones excitateurs. Lorsque les pauses sont éliminées, davantage d’interneurones migrent en même temps et le cortex est temporairement colonisé par des interneurones surnuméraires. Cette « surcolonisation » temporaire a pour conséquence l’apport massif d’information qui stimule les cellules souches à produire trop de neurones excitateurs.
« Cette découverte a été rendue possible en combinant l’analyse biologique avec la modélisation bio-informatique du mouvement cellulaire à l’échelle populationnelle. Pour utiliser une image qui parle à tout le monde, on peut faire un parallélisme avec le principe de la tirette à un rétrécissement de chaussée. En effet, le respect de ce principe permet de fluidifier la circulation routière en évitant l’arrêt des automobilistes via le rabattement alterné de voitures qui restent en mouvement », explique Laurent NGUYEN.
Cell-intrinsic control of interneuron migration drives cortical morphogenesis, Cell.
Illustration : © Stephen Freeman
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