Les cellules cérébrales qui fournissent un soutien structurel influencent également le comportement alimentaire, selon une étude.

Selon les chercheurs, ces résultats pourraient offrir aux scientifiques une nouvelle cible pour le développement de médicaments contre l’obésité et d’autres troubles liés à l’appétit. Cette étude est également la dernière en date de ces dernières années à impliquer les cellules gliales dans d’importantes fonctions cérébrales. Jusqu’à il y a une dizaine d’années, on pensait que les cellules gliales jouaient plutôt un rôle de soutien pour les neurones.

“Ces dernières années, les activités anormales des cellules gliales ont été fortement impliquées dans les troubles neurodégénératifs. De plus en plus de preuves montrent l’importance des cellules gliales dans la modulation de la fonction neuronale et dans la médiation des troubles cérébraux”, déclare Guoping Feng, titulaire de la chaire de neurosciences James W. et Patricia Poitras. Feng est également membre du McGovern Institute for Brain Research du MIT et du Stanley Center for Psychiatric Research du Broad Institute.

Feng est l’un des auteurs principaux de l’étude, qui paraît dans l’édition du 18 octobre de la revue eLife. L’autre auteur principal est Weiping Han, chef du laboratoire de médecine métabolique du Singapore Bioimaging Consortium à Singapour. Naiyan Chen, post-doc au Singapore Bioimaging Consortium et au McGovern Institute, est l’auteur principal.

Ouvrir l’appétit

On sait depuis longtemps que l’hypothalamus, une structure de la taille d’une amande située dans les profondeurs du cerveau, contrôle l’appétit ainsi que la dépense énergétique, la température corporelle et les rythmes circadiens, y compris les cycles de sommeil. Alors qu’il réalisait des études sur les cellules gliales dans d’autres parties du cerveau, Chen a remarqué que l’hypothalamus semblait également présenter une forte activité des cellules gliales.

“J’étais alors très curieuse de savoir ce que les cellules gliales pouvaient faire dans l’hypothalamus, car il a été démontré que les cellules gliales ont une influence sur la régulation de la fonction neuronale dans d’autres régions du cerveau”, explique-t-elle.

Dans l’hypothalamus, les scientifiques ont identifié deux groupes clés de neurones qui régulent l’appétit, les neurones AgRP et les neurones POMC. Les neurones AgRP stimulent l’alimentation, tandis que les neurones POMC suppriment l’appétit.

Jusqu’à récemment, il était difficile d’étudier le rôle des cellules gliales dans le contrôle de l’appétit ou de toute autre fonction cérébrale, car les scientifiques n’ont pas mis au point de nombreuses techniques pour réduire au silence ou stimuler ces cellules, comme ils l’ont fait pour les neurones. Les cellules gliales, qui représentent environ la moitié des cellules du cerveau, jouent de nombreux rôles de soutien, notamment en amortissant les neurones et en les aidant à former des connexions entre eux.

Dans cette étude, l’équipe de recherche a utilisé une nouvelle technique mise au point à l’université de Caroline du Nord pour étudier un type de cellule gliale appelé astrocyte. Grâce à cette stratégie, les chercheurs peuvent créer des cellules spécifiques pour produire un récepteur de surface qui se lie à un composé chimique appelé CNO, un dérivé de la clozapine. Ensuite, lorsque le CNO est administré, il active les cellules gliales.

L’équipe du MIT a constaté que l’activation de l’activité des astrocytes par une seule dose de CNO avait un effet significatif sur le comportement alimentaire.

“Lorsque nous avons administré le composé qui activait spécifiquement les récepteurs, nous avons constaté une forte augmentation de l’alimentation”, explique Chen. “Les souris ne sont pas connues pour manger beaucoup dans la journée, mais lorsque nous avons donné des médicaments à ces animaux qui expriment un récepteur particulier, ils mangeaient beaucoup.”

Les chercheurs ont également constaté qu’à court terme (trois jours), les souris n’ont pas pris de poids supplémentaire, même si elles mangeaient plus.

“Cela soulève la possibilité que les cellules gliales puissent également moduler les neurones qui contrôlent les dépenses énergétiques, afin de compenser l’augmentation de la prise alimentaire”, explique Chen. “Elles pourraient avoir plusieurs partenaires neuronaux et moduler plusieurs fonctions d’homéostasie énergétique en même temps”.

Lorsque les chercheurs ont réduit au silence l’activité des astrocytes, ils ont constaté que les souris mangeaient moins que la normale.

Des interactions inconnues

On ignore encore comment les astrocytes exercent leurs effets sur les neurones. Certaines études récentes ont suggéré que les cellules gliales peuvent sécréter des messagers chimiques tels que le glutamate et l’ATP ; si tel est le cas, ces “gliotransmetteurs” pourraient influencer l’activité des neurones.

Une autre hypothèse est qu’au lieu de sécréter des substances chimiques, les astrocytes exercent leurs effets en contrôlant l’absorption de neurotransmetteurs dans l’espace entourant les neurones, affectant ainsi indirectement l’activité des neurones.

M. Feng prévoit maintenant de développer de nouveaux outils de recherche qui pourraient aider les scientifiques à en savoir plus sur les interactions entre les astrocytes et les neurones et sur la façon dont les astrocytes contribuent à la modulation de l’appétit et de l’alimentation. Il espère également en savoir plus sur l’existence de différents types d’astrocytes susceptibles de contribuer différemment au comportement alimentaire, notamment aux comportements anormaux.