Ce sont 2 nouvelles cibles qui viennent d’être découvertes par cette équipe de neuroscientifiques du Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST, Corée) qui participent à la régulation des fonctions synaptiques GABAergiques et de certaines fonctions supérieures du cerveau. L’équipe montre en effet qu’une protéine la somatostatine, assure la médiation des fonctions d’une seconde protéine spécifique aux synapses GABAergiques. Ces 2 protéines se révèlent des cibles prometteuses pour de nouveaux traitements de l'épilepsie, une maladie cérébrale réfractaire, dans 30% des cas.
Le traitement de l’épilepsie reste un défi, en raison des formes multiples et complexes de la maladie. Dans 10 à 15% des cas, l’épilepsie survient avec différentes comorbidités dont une pression artérielle élevée, un diabète, une hémorragie, etc., en raison de causes diverses, ce qui complexifie encore sa prise en charge. A ce jour, aucun mécanisme spécifique n'a été clairement identifié concernant le déclenchement de la maladie, ses différents sites sources dans le cerveau, sa propagation vers d'autres zones du cerveau ou encore le contrôle de ses symptômes. Cependant ses manifestations, les crises, ont été caractérisées comme une rupture de l'équilibre GABAergique au niveau des synapses et des circuits neuronaux.
2 protéines clés impliquées dans l’équilibre GABAergique dans le cerveau
Les chercheurs rappellent que GABA (acide γ-amino-butyrique) entraîne, généralement une inhibition des neurones. Les neurones GABAergiques exercent un rôle crucial sur les activités du cerveau. Ils synchronisent la décharge des réseaux neuronaux et génèrent des oscillations essentielles à l’apprentissage. Un blocage de cette inhibition cérébrale ou une rupture de l'équilibre GABAergique engendre des crises d’épilepsies.
IQSEC3, un premier facteur clé de l’équilibre GABAergique : la même équipe avait déjà découvert, en 2016, une protéine, IQSEC3, spécifique aux synapses GABAergiques. Cette nouvelle recherche identifie un mécanisme moléculaire qui participe au développement synaptique GABAergique en régulant l'activité du circuit neuronal dans le gyrus denté hippocampique. IQSEC3 est impliquée dans ce mécanisme et dans la régulation des fonctions cérébrales supérieures telles que la mémoire et l'apprentissage. C’est en injectant un virus knockdown qui élimine IQSEC3 dans le gyrus denté hippocampique de souris -ce qui a entraîné une diminution du nombre de synapses GABAergiques et des crises sévères- que l’équipe a découvert ce rôle crucial joué par la protéine IQSEC3 : IQSEC3 est un facteur clé dans la médiation de la structure et de la fonction des synapses GABAergiques.
La somatostatine, seconde clé de la régulation de la transmission synaptique entre les cellules nerveuses : la somatostatine, initialement connue pour être sécrétée par l'hypothalamus, dans le gyrus denté de l'hippocampe, diminue considérablement en « l’absence » de IQSEC3. Lorsque les scientifiques injectent des peptides de somatostatine dans les interneurones GABAergiques, cela restaure les synapses GABAergiques mais en l’absence de IQSEC3, la fréquence des crises augmente. La somatostatine, une clé de la régulation de la transmission synaptique entre les cellules nerveuses, intervient donc directement dans le développement des synapses GABAergiques.
C’est donc une seconde cible intéressante pour de nouvelles stratégies de traitement de l'épilepsie –causée par une rupture de l'équilibre excitateur-GABAergique au niveau des synapses et des circuits neuronaux.
Source : Cell Reports 11 Feb, 2020 DOI : 10.1016/j.celrep.2020.01.053 Loss of IQSEC3 Disrupts GABAergic Synapse Maintenance and Decreases Somatostatin Expression in the Hippocampus
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