Les cellules cérébrales en forme d’étoile peuvent « désactiver » les neurones impliqués dans la rechute d’héroïne

Les cellules cérébrales en forme d’étoile peuvent « désactiver » les neurones impliqués dans la rechute d’héroïne

Des neuroscientifiques de l'Université médicale de Caroline du Sud (MUSC) rapportent dans Science Advances que des cellules cérébrales en forme d'étoile, appelées astrocytes, peuvent « désactiver » les neurones impliqués dans une rechute d'héroïne. Les signaux environnementaux liés à la drogue peuvent accroître l’envie de recourir à la drogue et conduire à une rechute. Dans cet article, une équipe dirigée par Peter Kalivas, Ph.D., et Anna Kruyer, Ph.D., tous deux du Département de neurosciences, a examiné comment les astrocytes interagissent avec les neurones et si les astrocytes jouent un rôle important dans la régulation de la réponse aux signaux médicamenteux.

Lorsque nous apprenons à faire du vélo ou à résoudre un problème de mathématiques, les cellules messagères de notre cerveau, appelées neurones, établissent des connexions qui leur permettent de mieux communiquer, ce qui nous permet d'accomplir plus facilement la même tâche la prochaine fois. La même chose se produit lorsque nous apprenons à associer le plaisir à des substances nocives comme les drogues. Les neurones s’envoient des messages puissants, nous motivant à y revenir sans cesse.

La communication entre les neurones est contrôlée par diverses cellules, notamment un groupe de cellules en forme d’étoile appelées astrocytes. Les astrocytes entourent nos neurones et agissent comme des feux de signalisation, régulant la communication entre les cellules, notamment en cas de comportement addictif.

Un autre facteur important de dépendance et de rechute est le glutamate, messager chimique. Le glutamate stimule les neurones, les obligeant à envoyer des signaux électriques pour communiquer entre eux. Le laboratoire Kalivas a joué un rôle déterminant dans l’établissement de l’importance du glutamate. Au fil de décennies de recherche, Kalivas a développé « l’hypothèse de la dépendance au glutamate », a déclaré Kruyer.

Selon cette hypothèse, une trop grande quantité de glutamate peut provoquer une activation constante de nos neurones en réponse à des stimuli environnementaux induits par les médicaments. Ce feu constant pousse la communication entre les cellules à un niveau excessif et favorise les comportements de toxicomanie et les rechutes.

Kalivas et Kruyer ont découvert que les astrocytes peuvent ralentir la communication hyperactive.

Les astrocytes sont comme un frein dans une voiture et vous les appliquez pour arrêter le signal glutamate.

Anna Kruyer, Ph.D., Département de neurosciences, MUSC

Mais comment font-ils exactement ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont utilisé un modèle établi de rechute d’héroïne. Dans le modèle, les rats apprennent d’abord à s’auto-administrer de l’héroïne en appuyant sur un levier. Après avoir appuyé sur le levier, ils reçoivent le médicament ainsi que des signaux lumineux et sonores afin que les rats puissent associer les signaux au médicament. Ensuite, le signal et le médicament sont supprimés, imitant le sevrage. Finalement, les animaux ont à nouveau accès au signal, et appuyer sur le levier est une mesure de toxicomanie et de rechute.

En utilisant cette approche, Kruyer et Kalivas ont découvert que les astrocytes s'adaptent de deux manières pour réduire la toxicomanie pendant le sevrage. Une famille d’astrocytes se rapproche des neurones et détourne le glutamate de la synapse, réduisant ainsi la communication entre les neurones. Une autre famille augmente l’expression du transporteur de glutamate GLT-1, qui capte l’excès de glutamate. Dans les deux cas, les astrocytes ralentissent la communication neuronale lors du sevrage.

Cependant, moins d’astrocytes étaient disponibles pour cette fonction de freinage pendant la phase de rechute et ils étaient situés plus loin des neurones. Grâce à une technologie chimique spéciale, Kruyer et Kalivas ont pu activer et désactiver les astrocytes pour modifier leur comportement, démontrant ainsi que ces cellules en forme d'étoile jouent un rôle important.

"Lorsque les astrocytes entourent les neurones", a expliqué Kruyer, "ils aspirent essentiellement le glutamate et ferment cette synapse", a-t-elle déclaré. "Mais quand ils se retirent des neurones, c'est comme si vous aviez perdu les freins."

Ces résultats pourraient fournir de nouvelles informations sur la manière de prévenir les rechutes.

"Étant donné que les astrocytes subissent deux adaptations dans le cerveau normal pour supprimer les rechutes, nous pensons qu'ils pourraient constituer une cible cellulaire précieuse pour le développement de traitements destinés à lutter contre les rechutes dans les troubles liés à l'usage de substances", a déclaré Kruyer.

Des études cliniques antérieures ont montré que la réduction du glutamate seule ne suffit pas à prévenir les rechutes chez l'homme. Ces résultats suggèrent la possibilité qu'une thérapie combinée qui non seulement abaisse les niveaux de glutamate mais améliore également l'effet de freinage des astrocytes puisse être plus efficace et justifie des recherches plus approfondies.

"Historiquement, les neurones ont reçu le plus d'attention en matière de pathologie comportementale", a déclaré Kruyer. "Nos résultats montrent que nous devons examiner le système nerveux de manière plus globale et considérer que des types de cellules autres que les neurones peuvent influencer le comportement et pourraient être essentiels au traitement des rechutes."

Pour préparer le terrain pour de nouvelles thérapies basées sur les astrocytes, le Kalivas Lab tente d’identifier des cibles génétiques potentielles.

"De nombreux gènes sont exprimés dans les astrocytes qui ne le sont pas dans d'autres cellules cérébrales, notamment les neurones", a déclaré Kalivas. "Si nous comprenons lesquels de ces gènes sont essentiels à la régulation des rechutes par les astrocytes, nous pouvons développer des médicaments qui augmentent sélectivement la capacité des astrocytes à inhiber la rechute. Il s'agit d'une branche de recherche active dans notre laboratoire, et nous avons identifié quelques produits génétiques sélectifs des astrocytes qui pourraient servir de cibles dans le traitement des troubles liés à l'usage de substances. "

Source:

Université médicale de Caroline du Sud

Référence:

Kruyer, A., et al. (2022) La plasticité dans les sous-populations d’astrocytes régule la rechute d’héroïne. Avancées scientifiques. est ce que je.org/10.1126/sciadv.abo7044.

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