Paris, 28 juin 2007
La "double personnalité" des neurones inhibiteurs
Un neurone inhibiteur agit en tant que tel lorsque la concentration en chlorure est faible dans les cellules cibles.
Et si cette concentration est modifiée, l'efficacité de l'inhibition neuronale est-elle affectée? L'équipe de Laurent Vinay, directeur de l'Unité "Plasticité et physio-pathologie de la motricité" (P3M, CNRS / Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2) vient de révéler la double personnalité de l'inhibition : celle-ci peut devenir excitation en cas de légère augmentation de la concentration en chlorure.
Cette découverte remet en cause l'utilisation de certaines stratégies thérapeutiques mises en œuvre dans certaines pathologies (épilepsie, lésions de moelle épinière ou douleurs chroniques). Menés en collaboration avec le Centre de neurosciences intégratives et cognitives (CNRS / Universités Bordeaux 1 et 2) et un laboratoire américain du "National Institute of Neurological Disorders and Stroke" (1), ces travaux font l'objet d'une publication le 27 juin dans la revue PNAS.
Pour transmettre des messages pertinents et cohérents au travers des réseaux de neurones de la moelle épinière et du cerveau, un équilibre entre les activités des neurones excitateurs et celles des neurones inhibiteurs est primordial. À titre d'exemple, la locomotion est générée par des réseaux de neurones localisés dans la partie antérieure de la moelle épinière lombaire, appelés CPGs pour "Central pattern generators for locomotion".
Dans le même temps, les neurones inhibiteurs interviennent dans les alternances droite/gauche et les mouvements de flexion/extension, deux phénomènes caractéristiques de la locomotion.
De nombreuses pathologies du système nerveux central comme la spasticité (raideur musculaire), qui est fréquemment observée chez des patients hémiplégiques ou paraplégiques, sont corrélées à un dysfonctionnement des neurones inhibiteurs. Rappelons que les neurones libèrent des neurotransmetteurs (2), lesquels activent des récepteurs situés à la superficie d'autres neurones (ou cellules cibles). Leur action est inhibitrice lorsque la concentration en ions chlorure dans les cellules cibles est faible. Ce phénomène est régulé par des protéines de la membrane des neurones, appelées KCC2 (3). Impliquées dans le transport des ions chlorure, ces protéines se révèlent "altérées" dans différentes pathologies telles l'épilepsie ou les douleurs chroniques.
Mais, en cas de modification de la concentration en ions chlorure, que se passe-t-il au niveau de l'efficacité de l'inhibition neuronale ? En approfondissant cette question via une approche pluridisiciplinaire (4), l'équipe dirigée par Laurent Vinay (P3M, CNRS / Université Aix-Marseille 2, Marseille), en collaboration avec une équipe du Centre de neurosciences intégratives et cognitives de Bordeaux et des chercheurs américains du laboratoire de contrôle neuronal du "National Institute of Neurological Disorders and Stroke" à Bethesda (Maryland), a démontré qu'une légère augmentation de cette concentration peut renverser l'effet "inhibiteur" et provoquer une amplification des excitations reçues par le neurone, déclenchant ainsi un dysfonctionnement neuronal. Ces travaux mettent en évidence la "double personnalité" de l'inhibition qui est donc fonction de la concentration des ions chlorure et surtout, de la localisation des entrées inhibitrices et excitatrices à la surface du neurone.
Autre résultat de prime importance : la régulation de la concentration des neurones en ions chlorure est une fonction vitale.
Ce qui conduit à remettre en cause l'efficacité des stratégies thérapeutiques visant à augmenter l'inhibition des neurones à l'aide de substances mimant l'effet des neurotransmetteurs inhibiteurs.
Le bénéfice de ces thérapies ne peut être effectif qu'en présence d'une concentration en ions chlorure faible dans les cellules. Dans le cas contraire, leur action pourrait être délétère. Cette étude implique le développement d'une nouvelle voie thérapeutique, ciblée sur les systèmes de régulation du chlorure.
- Notes :
(1) Le "National Institute of Neurological Disorders and Stroke" (Institut national des troubles neurologiques et accidents vasculaires) appartient au "National Institute of Health" ou Institut national de la santé américain.
(2) Les neurotransmetteurs sont des substances chimiques permettant la communication entre neurones.
(3) KCC2 est responsable du pompage des ions chlorure vers l'extérieur des cellules nerveuses.
(4) Cette approche a fait intervenir de la neurophysiologie, de l'immunohistochimie, de la modélisation et des simulations.
- Références :
Dual personality of GABA/glycine-mediated depolarizations in immature spinal cord. Céline Jean-Xavier, George Z. Mentis, Michael J. O'Donovan, Daniel Cattaert, and Laurent Vinay. PNAS, 27 juin 2007
Contacts :
Chercheur
Laurent Vinay
T 04 91 16 40 86
vinay@dpm.cnrs-mrs.fr
Presse
Priscilla Dacher
T 01 44 96 4606
priscilla.dacher@cnrs-dir.fr
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1134.htm 
