Quand les cellules immunitaires remodèlent le cerveau

Quand les cellules immunitaires remodèlent le cerveau
Les microglies (en bleu) entrent en contact avec les prolongements des neurones (en vert) et favorisent ainsi leur croissance et la formation de connexions cérébrales. © Juan Gaertner / Shutterstock.com

Bénédicte Salthun-Lassalle

cerveauetpsycho.fr

Les cellules immunitaires du cerveau, les microglies, sont essentielles à la formation de nouveaux réseaux cérébraux : en « touchant » les neurones, elles les connectent entre eux.

Aprendre à parler une nouvelle langue, à jouer d’un instrument ou à progresser au tennis… Quel que soit le processus d’apprentissage, le cerveau doit s’adapter, utiliser ses connaissances et en acquérir de nouvelles. Pour ce faire, il développe de nouveaux circuits, c’est-à-dire fabrique des connexions entre ses neurones.

C’est au début de son développement, dans l’enfance, que ce processus est le plus efficace, mais même à l’âge adulte, le cerveau est « plastique » : de nouveaux neurones et de nouvelles connexions apparaissent. Un acteur clé de ce remodelage est la microglie, les cellules immunitaires du cerveau qui assurent notamment sa défense et son nettoyage.

Akiko Miyamoto, de l’Institut des sciences physiologiques à Okasaki au Japon, et ses collègues viennent de préciser comment la microglie favorise l’apparition de nouvelles connexions entre neurones.

On savait déjà que la microglie participait à la maturation et au développement du cerveau. Dans certaines situations pathologiques, lorsqu’une femme enceinte souffre d’une infection et que la microglie cérébrale du fœtus n’est pas efficace en tant qu’agent immunitaire, le bébé a plus de risques de souffrir d’autisme ou de schizophrénie, ce qui suggère que le développement cérébral ne s’est pas déroulé de façon harmonieuse.

On observe alors également des anomalies des circuits cérébraux. Dans des conditions « normales », des neurones et des synapses (les connexions entre neurones) surnuméraires sont toujours produits lors du développement, puis éliminés, car ils ne s’intègrent pas à des circuits cérébraux fonctionnels. Les cellules microgliales interviennent dans ce grand nettoyage.

En 2013, Wenbiao Gan, de l’Université de New York, et ses collègues, ont même montré que la microglie est essentielle à la formation des synapses lors de la maturation cérébrale ou d’une tâche d’apprentissage. Mais comment agit-elle ?

Akiko Miyamoto et ses collègues ont travaillé sur des souriceaux âgés de 8 à 10 jours, période où leur cerveau est en plein développement et où de nombreux circuits neuronaux se forment. Grâce à l’imagerie « biphotonique », qui permet de voir chez l’animal vivant des couches du cortex dit somatosensoriel, et grâce à des « tranches » post mortem de cette même région cérébrale, ils ont observé le contact des microglies avec les dendrites, les prolongements neuronaux qui « poussent » comme les tiges d’une plante vers d’autres neurones pour créer des synapses.

Lors de ce contact avec la microglie, une excroissance de la membrane de la dendrite, ou « filopode », apparaît, qui va produire la synapse avec le neurone cible. Les chercheurs ont montré que le contact s’accompagne d’une entrée massive de calcium dans le filopode, ce qui favorise sa croissance et permet la formation de la connexion, qui est alors bien active. Et en créant des souriceaux génétiquement modifiés pour ne plus produire de microglies, ou en inactivant ces cellules, les chercheurs ont constaté qu’ils présentent beaucoup moins de filopodes et de synapses fonctionnelles dans le cortex.

La microglie, et donc le système immunitaire, joue ainsi un rôle crucial dans la maturation du cerveau en favorisant la formation des connexions neuronales. Les pathologies neurodéveloppementales, comme l’autisme, qui s’accompagnent d’un nombre anormal de synapses, pourraient ainsi bénéficier de nouvelles cibles thérapeutiques. Et chez l’adulte, contrôler la microglie sera peut-être aussi le secret d’une meilleure souplesse – cérébrale – pour les apprentissages…

 

 

Lamia Siffaoui
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