« Cette obscure clarté qui tombe des étoiles… » Dans l’univers cérébral, en réalité, les cellules en forme d’étoile sont de moins en moins obscures, à mesure qu’elles dévoilent l’étendue de leurs pouvoirs. Ces cellules, ce sont les astrocytes. Elles peuplent, aux côtés des neurones, de vastes territoires de notre encéphale.
Deux études récentes, publiées respectivement le 15 juin et le 6 septembre dans les revues Science et Nature, illustrent leurs étonnantes capacités. Où il apparaît que ces cellules contrôlent des processus aussi divers que la mémorisation, les mouvements, le traitement des odeurs… mais aussi des phénomènes pathogènes comme les crises d’épilepsie.
Dans la famille des cellules du cerveau, les astrocytes ont longtemps fait figure de parents pauvres. Ils semblaient bien falots face aux neurones, ces « cellules nobles » du système nerveux – les seules à transmettre l’influx nerveux, ce message électrochimique qui se propage très vite pour commander une action. Les astrocytes, eux, appartiennent à la famille des « non-neurones ». C’est-à-dire à la moitié oubliée du cerveau – cantonnée, durant près d’un siècle, à des fonctions logistiques. Les seules missions qu’on leur concédait ? Assurer la maintenance : nourrir les neurones, évacuer leurs déchets, faire office de glu cérébrale – d’où leur nom de « cellules gliales ».
Oui mais voilà. Peu à peu, cette armée de l’ombre a révélé ses missions secrètes, qui s’avèrent décisives pour le fonctionnement du système nerveux. Ainsi, on a longtemps cru que les neurones avaient l’apanage de la fabrication des neurotransmetteurs, ces molécules qui contrôlent la transmission du message nerveux dans les synapses (là où deux neurones d’un même réseau communiquent).
Cependant, on a découvert un intrus glissé dans la synapse : l’astrocyte, qui faufile un de ses pieds entre le neurone en amont et son congénère en aval. D’où le concept de « synapse tripartite » : une entité cruciale, qui permet aux astrocytes de contrôler la plasticité des réseaux de neurones. Comment ? Imaginons que le neurone en amont libère, par exemple, du glutamate. Ce neurotransmetteur pourra activer un récepteur sur l’astrocyte qui, à son tour, émettra des gliotransmetteurs (D-sérine, ATP…). Ceux-ci pourront alors se lier à des récepteurs sur les neurones, et activer certains d’entre eux comme le NMDA. Or, celui-ci est un pilier moléculaire de l’apprentissage et de la mémorisation.
Un ingénieux mécanisme
Jusqu’ici, un débat opposait les experts : les astrocytes sont-ils capables, comme les neurones, de produire et de libérer des neurotransmetteurs en réponse à une stimulation spécifique ? L’étude publiée dans Nature répond sans conteste : oui, pour un sous-type d’entre eux. Les auteurs, de l’université de Lausanne (Suisse), ont analysé le contenu moléculaire de ces astrocytes, cellule par cellule. Résultat, certains apparaissent équipés de la machinerie moléculaire, qui assure une sécrétion rapide du glutamate – la même que les neurones. Mise en évidence chez la souris, cette machinerie « est certainement présente dans des astrocytes de notre espèce, comme l’indique notre analyse de bases de données sur des hippocampes humains prélevés post mortem », indique Andrea Volterra, qui a codirigé l’étude.
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