F. CLARAC – CNRS UPR 9011 – Marseille

 

Laboratoire Développement et Pathologie du Mouvement, 34 Chemin Joseph Aiguier, Marseille.

CNRS UPR 9011. Directeur : F. CLARAC

La locomotion qui est une activité motrice rythmique automatique assure le déplacement actif de l’organisme dans son environnement. La séquence temporelle appelée patron moteur résulte de l’activité de réseaux de neurones segmentaires constituant le Générateur Spinal de Marche (GSM). Le GSM est sous le contrôle des éléments de commande situés dans différentes structures cérébrales, mais dépend également de boucles de coordination faisant intervenir des réafférences sensorielles, le cervelet et divers systèmes descendants.

Chez tous les mammifères, la section transversale de la moelle épinière dans la région thoracique a des conséquences pathologiques majeures au niveau de la mobilité des membres postérieurs (ou inférieurs), malgré la localisation du GSM au niveau lombaire. Différents modèles animaux de paraplégie ont été utilisés pour étudier les récupérations fonctionnelles et les éventuels processus de réinnervation de la moelle épinière sous-lésionnelle. Ces derniers sont inexistants chez le rat ou le chat adulte.

Par contre, les capacités de régénération de la moelle épinière et de récupérations fonctionnelles sont considérablement plus importantes chez l’animal nouveau-né. Le but de ce projet est d’étudier le développement de la motricité et la maturation des réseaux de neurones lombaires, ainsi que l’effet des monoamines et des facteurs de croissance sur les récupérations fonctionnelles chez le rat nouveau-né dont la moelle épinière est sectionnée à la naissance.

Deux lots de rats spinalisés seront utilisés :

– le premier lot permettra de comprendre la maturation des réseaux nerveux lombaires en l’absence des systèmes de commande venant des centres supérieurs : les expériences seront réalisées sur la préparation in vitro du système central isolé.

– la récupération fonctionnelle et le développement des fonctions motrices des membres postérieurs seront étudiés sur le second lot d’animaux lésés en analysant les différents paramètres de la locomotion (tonus, réflexes posturaux, segmentaires, locomotion spontanée, marche…). Les effets d’injection quotidienne d’agonistes sérotoninergiques ou de facteurs neutrophiques seront testés sur les performances des animaux sur l’ensemble des tests.

Pour les deux types d’expériences, les animaux porteurs d’une lésion médullaire sont comparés à des animaux contrôles. Les perspectives de ce projet s’inscrivent dans l’étude des processus de réadaptations fonctionnelles mis en œuvre après lésions traumatiques de la moelle épinière et l’étude des mécanismes sous-jacents de la maturation du système nerveux central, de la régénération des voies nerveuses et des récupérations fonctionnelles.

Le rôle de l’ADN mitochondrial dans le fonctionnement du système nerveux central.
Résumé ALARME d’après
LE MONDE 07.09.03

L’ADN contenu dans les chromosomes du noyau de la cellule n’est qu’une partie du patrimoine héréditaire. Le matériel génétique inclus dans les mitochondries joue un rôle notable dans la transmission de certaines caractéristiques de l’organisme.

Telle est la conclusion d’une équipe CNRS animée par Pierre Roubertoux et dirigée par François Clarac (Institut de neurosciences physiologiques et cognitives, Marseille). Les résultats de leurs travaux, menés depuis une dizaine d’années sur la souris, sont publiés dans le numéro de septembre du mensuel Nature Genetics. "Nous avons tout d’abord établi qu’il était impossible, chez la souris, de réussir en toute rigueur à créer un animal à partir de la technique du clonage par transfert du seul noyau d’une cellule dans un ovocyte énucléé, explique le professeur Roubertoux. En pratique, cette technique ne permet d’aboutir à la création d’un organisme cloné que lorsque l’on transfère, dans l’ovocyte énucléé, le noyau accompagné d’une petite quantité de cytoplasme et donc d’ADN mitochondrial."

DES PREUVES DIRECTES

Par croisements successifs de deux lignées de souris parfaitement identifiées d’un point de vue génétique, à obtenir deux catégories d’animaux. Les uns possèdent un matériel génétique homogène, alors que les autres ont un ADN nucléaire et un ADN mitochondrial d’origine différente.

L’ADN mitochondrial ne correspond qu’à moins d’une cinquantaine de gènes, quand le noyau en recèle, dans l’espèce humaine, plusieurs dizaines de milliers. Longtemps, on ne lui a attribué que des mécanismes métaboliques subalternes concernant la chaîne respiratoire. Pourtant, "des souris dont l’ADN nucléaire est identique ont des comportements et un fonctionnement totalement différents dès lors qu’elles n’ont pas le même bagage génétique mitochondrial", explique le professeur Roubertoux. "La trentaine de gènes qui, chez la souris, se situent dans les mitochondries est directement impliquée dans la construction de l’anatomie du cerveau, dans le développement de ce dernier tout comme dans les mécanismes d’apprentissage, dans le comportement et le vieillissement."

Ces résultats confortent des observations médicales ayant déjà établi les liens existant entre certaines affections neurologiques et l’existence de maladies dites "mitochondriales". Selon le CNRS, c’est la première fois que l’on dispose de preuves expérimentales directes d’une corrélation entre la nature de l’ADN mitochondrial et le fonctionnement des processus cognitifs.

Au-delà de son caractère fondamental, la publication de Nature Genetics soulève une série d’interrogations concernant les différentes formes de clonage – en plein développement depuis l’obtention de la brebis Dolly – effectuées tant pour des motifs de recherche que pour des raisons économiques ou thérapeutiques.

La première concerne la réalité de la duplication des organismes opérée par le clonage par transfert nucléaire. Les nouveaux éléments fournis par les chercheurs du CNRS laissent penser que la seule véritable duplication résulterait du développement d’un embryon créé par transfert du noyau d’une cellule somatique d’un organisme femelle dans un ovocyte énucléé provenant du même organisme.

D’autres portent sur les chemins par lesquels l’ADN du noyau peut être "sensible" aux informations émanant de l’ADN mitochondrial. De même pourra-t-on prévoir les modifications comportementales inhérentes à l’ADN mitochondrial ? Comment enfin parviendra-t-on à intégrer ces futurs résultats aux travaux actuels sur le clonage thérapeutique ?

"Il me semble important, au vu de nos résultats, de recommander une certaine prudence à tous ceux qui souhaitent user de la technique du clonage à des fins médicales, souligne le professeur Roubertoux. Il importe, selon moi, d’approfondir les recherches sur les mécanismes d’interaction entre l’ADN mitochondrial et l’ADN nucléaire avant de lancer des programmes thérapeutiques."



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