{"id":3675,"date":"2012-05-21T14:48:44","date_gmt":"2012-05-21T12:48:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.largeur.com\/?p=3675"},"modified":"2012-07-06T15:05:19","modified_gmt":"2012-07-06T13:05:19","slug":"recherche","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/largeur.com\/?p=3675","title":{"rendered":"Contr\u00f4ler le cerveau avec de la lumi\u00e8re bleue"},"content":{"rendered":"

\"large220512.jpg\"Une souris noire marche tranquillement dans sa cage. Elle d\u00e9ambule \u00e0 son aise, renifle ici ou l\u00e0 les parois en plastique. Une lumi\u00e8re bleue s\u2019allume alors entre ses deux oreilles pour \u00e9clairer le sommet de son cr\u00e2ne, et le rongeur se lance imm\u00e9diatement dans une course fr\u00e9n\u00e9tique, presque folle. La lumi\u00e8re s\u2019\u00e9teint et le rongeur retrouve son calme. Cette petite vid\u00e9o<\/a>, publi\u00e9e par la revue \u00abNature\u00bb en 2010, illustre la puissance d\u2019une nouvelle m\u00e9thode: l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique. Ce proc\u00e9d\u00e9 qui promet de bouleverser notre connaissance du cerveau a \u00e9t\u00e9 \u00e9lu avanc\u00e9e technologique de l\u2019ann\u00e9e 2010 par la revue \u00abNature Methods\u00bb.<\/p>\n

\u00abL\u2019optog\u00e9n\u00e9tique est une m\u00e9thode qui r\u00e9volutionne les neurosciences, s\u2019enthousiasme Christian L\u00fcscher, professeur au d\u00e9partement des neurosciences fondamentales \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve (Unige). Elle offre la possibilit\u00e9 d\u2019activer ou d\u2019inhiber sp\u00e9cifiquement un type de neurones par l\u2019\u00e9mission d\u2019une lumi\u00e8re.\u00bb Comment cette prouesse est-elle possible? Pour comprendre, il faut revenir aux sources de cette technique.<\/p>\n

Dans les ann\u00e9es 1990, l\u2019\u00e9quipe du professeur de biophysique mol\u00e9culaire Peter Hegemann \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 Humboldt de Berlin \u00e9tudie Chlamydomonas reinhardtii, une algue unicellulaire dont la particularit\u00e9 est de se d\u00e9placer le jour et de rester immobile la nuit. Les scientifiques identifient une sorte d\u2019interrupteur photosensible, la prot\u00e9ine rhodopsine. En pr\u00e9sence de lumi\u00e8re, cette mol\u00e9cule enclenche une cascade de r\u00e9actions qui, in fine, activent les flagelles de l\u2019algue et la met en mouvement. Lorsqu\u2019elle n\u2019est plus \u00e9clair\u00e9e, en revanche, rien ne se passe.<\/p>\n

Un bout d\u2019algue dans le cerveau<\/strong><\/p>\n

Inspir\u00e9 par cette d\u00e9couverte, Karl Deisseroth, un professeur de bioing\u00e9nierie et psychiatrie de l\u2019Universit\u00e9 de Stanford d\u00e9cide d\u2019ins\u00e9rer cet interrupteur dans des neurones d\u2019animaux afin de pouvoir contr\u00f4ler leur activit\u00e9 par la lumi\u00e8re. Il int\u00e8gre le g\u00e8ne encodant la rhodopsine photosensible dans le g\u00e9nome d\u2019un virus d\u00e9sactiv\u00e9. Celui-ci joue le r\u00f4le de vecteur: inject\u00e9 dans le cerveau d\u2019une souris, il infecte les neurones. Les chercheurs peuvent choisir quels types de neurones vont devenir photosensibles \u00e0 l\u2019aide d\u2019un promoteur, une s\u00e9quence d\u2019ADN contr\u00f4lant l\u2019expression d\u2019un g\u00e8ne dans un type de cellules sp\u00e9cifiques.<\/p>\n

Deux \u00e0 trois semaines plus tard, les cellules s\u00e9lectionn\u00e9es arborent \u00e0 leur surface la prot\u00e9ine photosensible. Ces neurones peuvent alors \u00eatre activ\u00e9s \u00e0 volont\u00e9 en les \u00e9clairant avec de la lumi\u00e8re bleue. Pour \u00e9tudier leur r\u00f4le dans le comportement du rongeur, il suffit alors de comparer sa r\u00e9action dans des situations pr\u00e9cises avec ou sans \u00e9clairage. \u00abLe grand avantage de ce proc\u00e9d\u00e9 est de pouvoir op\u00e9rer un changement dans l\u2019activit\u00e9 neuronale et d\u2019en mesurer le r\u00e9sultat en l\u2019espace de quelques millisecondes\u00bb, explique Dominique Muller professeur au d\u00e9partement de neurosciences fondamentales \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve et co\u00addirecteur du P\u00f4le de recherche national \u00abBases synaptiques des maladies mentales\u00bb.<\/p>\n

Contr\u00f4ler les neurones <\/strong><\/p>\n

La m\u00e9thode s\u2019est largement am\u00e9lior\u00e9e depuis, notamment avec la d\u00e9couverte d\u2019autres prot\u00e9ines photosensibles dont l\u2019halorhodopsine qui, \u00e0 l\u2019inverse de la rhodopsine, permet d\u2019inhiber les neurones sous l\u2019effet d\u2019une lumi\u00e8re jaune. Dans une m\u00eame exp\u00e9rience, les scientifiques peuvent ainsi activer certains neurones et en inhiber d\u2019autres. \u00abCette technique ouvre la porte vers de nombreuses exp\u00e9riences et, \u00e0 plus long terme, vers des strat\u00e9gies th\u00e9rapeutiques prometteuses\u00bb, se r\u00e9jouit Benjamin Boutrel, responsable de l\u2019unit\u00e9 de recherche sur les troubles addictifs au Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV). Des centaines de groupes de recherche ont depuis int\u00e9gr\u00e9 l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique \u00e0 leurs protocoles exp\u00e9rimentaux.<\/p>\n

\u00abAuparavant, comprendre le r\u00f4le des neurones n\u00e9cessitait de pratiquer des l\u00e9sions c\u00e9r\u00e9brales afin d\u2019observer les cons\u00e9quences de leur disparition\u00bb, note Dominique Muller. La m\u00e9thode des stimulations \u00e9lectriques est ensuite apparue: envoyer des impulsions \u00e9lectriques dans une aire du cerveau gr\u00e2ce \u00e0 des \u00e9lectrodes. \u00abCes deux m\u00e9thodes fonctionnent bien mais elles restent tr\u00e8s peu sp\u00e9cifiques, poursuit Christian L\u00fcscher qui a effectu\u00e9 un s\u00e9jour dans le laboratoire de Karl Deisseroth pour se familiariser avec la nouvelle technique. Avec l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique, nous pouvons contr\u00f4ler un type cellulaire sp\u00e9cifique sans toucher les autres.\u00bb Les recherches permises par l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique se font soit in vitro (sur des tranches de cerveau), soit in vivo sur des animaux vivants (souris, drosophiles\u2026). Elles ont notamment permis de mieux comprendre le ph\u00e9nom\u00e8ne de d\u00e9pendance aux drogues (voir encadr\u00e9), la croissance synaptique, ainsi que le d\u00e9veloppement de certaines pathologies c\u00e9r\u00e9brales telles que les d\u00e9mences, les d\u00e9pressions ou la maladie de Parkinson.<\/p>\n

Applications th\u00e9rapeutiques et r\u00e9ticences sociales <\/strong><\/p>\n

Des traitements exp\u00e9rimentaux sont en cours de d\u00e9veloppement, avec d\u00e9j\u00e0 certains r\u00e9sultats spectaculaires. \u00abDes scientifiques sont parvenus \u00e0 am\u00e9liorer la vision de souris atteintes de r\u00e9tinite pigmentaire, rapporte Christian L\u00fcscher. Cette maladie jusqu\u2019ici incurable affecte chez les humains 2 millions de personnes dans le monde et les conduit \u00e0 la c\u00e9cit\u00e9.\u00bb<\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe de Karl Deisseroth est parvenue \u00e0 faire dispara\u00eetre chez des rongeurs les sympt\u00f4mes de Parkinson en activant certains neurones sp\u00e9cifiques. \u00abLe traitement de la maladie de Parkinson effectu\u00e9 de nos jours \u00e0 l\u2019aide d\u2019impulsions \u00e9lectriques est remarquablement efficace, mais on ne sait absolument pas pourquoi, souligne Benjamin Boutrel. L\u2019optog\u00e9n\u00e9tique nous permettra peut-\u00eatre de comprendre les m\u00e9canismes mol\u00e9culaires et le type des neurones impliqu\u00e9s.\u00bb Les scientifiques r\u00e9fl\u00e9chissent d\u00e9j\u00e0 \u00e0 utiliser cette m\u00e9thode sur l\u2019homme. Quand? \u00abD\u2019ici cinq \u00e0 dix ans\u00bb, r\u00e9pond Christian L\u00fcscher. Benjamin Boutrel, du CHUV, se montre moins affirmatif: \u00abJe pense que des applications cliniques de cette m\u00e9thode seront possibles un jour, mais il est difficile de savoir quand. La premi\u00e8re \u00e9tape de l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique passe par l\u2019infection du patient par un virus, comme dans le cas de la th\u00e9rapie g\u00e9nique. D\u2019un point de vue psychologique et social, une telle approche n\u2019est pas encore suffisamment accept\u00e9e. Par ailleurs, la m\u00e9thode doit encore \u00eatre optimis\u00e9e pour \u00eatre appliqu\u00e9e sur l\u2019homme.\u00bb Nourries par des fantasmes d\u2019un contr\u00f4le pr\u00e9cis de notre cerveau, d\u2019autres r\u00e9ticences viendront se rajouter pour des questions d\u2019\u00e9thique. Comment juger une technique qui pourrait peut-\u00eatre permettre, un jour, d\u2019influencer notre comportement et d\u2019inhiber nos \u00e9motions?<\/p>\n

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L\u2019optog\u00e9n\u00e9tique \u00e9claire la d\u00e9pendance<\/strong><\/p>\n

Mieux comprendre l\u2019effet des drogues sur le cerveau permettrait d\u2019aider les patients \u00e0 se d\u00e9livrer de leur addiction. \u00abNous nous int\u00e9ressons particuli\u00e8rement au probl\u00e8me de la rechute\u00bb, explique Benjamin Boutrel du Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV). Son \u00e9quipe a rendu des souris d\u00e9pendantes \u00e0 la coca\u00efne. \u00abLes rongeurs re\u00e7oivent une dose de drogue \u00e0 chaque fois qu\u2019ils poussent un levier. Ils deviennent d\u00e9pendants et demandent de plus en plus souvent de la drogue.\u00bb Les souris sont ensuite sevr\u00e9es: le levier ne d\u00e9livre plus aucune drogue. Apr\u00e8s plusieurs jours, elles finissent par se d\u00e9sint\u00e9resser du levier et retrouvent en apparence un \u00e9tat normal. Gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique, les chercheurs activent alors des neurones sp\u00e9cifiques et, surprise, les rongeurs recommencent \u00e0 pousser le levier pour obtenir de la drogue. \u00abEn d\u2019autres termes, nous g\u00e9n\u00e9rons soudainement une envie que le rongeur n\u2019avait plus.\u00bb Les chercheurs ont ainsi identifi\u00e9 une nouvelle voie de signalisation impliqu\u00e9e dans la rechute, appel\u00e9e hypocr\u00e9tine. \u00abNous esp\u00e9rons qu\u2019il sera un jour possible de d\u00e9velopper un m\u00e9dicament qui bloque ce m\u00e9canisme pour r\u00e9duire le risque de rechute lors du sevrage.\u00bb<\/p>\n

A Gen\u00e8ve, l\u2019\u00e9quipe de Christian L\u00fcscher est parvenue \u00e0 r\u00e9duire chez des souris certains effets de la coca\u00efne. \u00abComme les \u00eatres humains, les rongeurs qui prennent cette drogue deviennent plus actifs physiquement et plus nerveux, explique Christian L\u00fcscher, et cette excitation augmente avec le nombre de prises.\u00bb Une trace de la drogue consomm\u00e9e pr\u00e9c\u00e9demment est gard\u00e9e dans le noyau accumbens, une zone du cerveau qui joue un r\u00f4le important dans le syst\u00e8me de r\u00e9compense. En utilisant l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique, les chercheurs ont r\u00e9duit l\u2019activit\u00e9 des neurones dans cette r\u00e9gion et r\u00e9ussi \u00e0 \u00e9viter l\u2019excitation engendr\u00e9e par la coca\u00efne: apr\u00e8s une nouvelle dose, les souris trait\u00e9es ont r\u00e9agi comme si elles prenaient de la drogue pour la premi\u00e8re fois.<\/p>\n

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Une version de cet article est parue dans le magazine Reflex.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Une nouvelle m\u00e9thode r\u00e9volutionnaire permet aux scientifiques de mieux comprendre le fonctionnement des neurones. Des applications th\u00e9rapeutiques sont d\u00e9j\u00e0 \u00e0 l\u2019\u00e9tude, notamment en Suisse.<\/p>\n","protected":false},"author":19489,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[],"class_list":["post-3675","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-latitude","latitude"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3675","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/19489"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3675"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3675\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3675"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3675"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3675"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}