Une recherche menée par le Prof. Malka Cohen-Armon du Département de physiologie et pharmacologie et de l'École des Neurosciences de l'Université de Tel-Aviv, en collaboration avec le Prof. Menachem Segal de l'Institut Weizman a révélé un processus biochimique à la base de la formation de la mémoire à long terme dans les neurones des zones du cerveau contrôlant les fonctions d'acquisition du savoir. L'étude, qui a également impliqué des chercheurs de l'Institut de biotechnologie de Strasbourg et de l'Université Thomas Jefferson à Philadelphie, pourrait ouvrir la voie au traitement de la détérioration des capacités d'apprentissage causées par les lésions de l'ADN des cellules nerveuses dues aux maladies ou à la vieillesse.
Elle a été publiée récemment dans la revue Scientific Reports du groupe Nature.
"Les neurones du cerveau sont réunis par un réseau complexe de millions de connexions reliées entre elles par des zones de contact (synapses), qui transmettent les signaux nerveux de cellule en cellule», explique le Prof. Armon. "Sur la base des connaissances actuelles, on pense que le processus de formation de la mémoire à long terme est subordonné à des changements dans ces synapses, ou à la création de nouveaux synapses dans les centres du cerveau responsables de l'apprentissage. Cependant, les mécanismes à la base de ce processus ne sont pas connus. Il semblerait que l'exposition à une information extérieure provoque des stimulations électriques à diverses fréquences dans les centres du cerveau responsables de l'apprentissage. L'impulsion est "traduite" en protéines impliquées dans les changements de la structure à long terme des synapses (plasticité synpatique), transformations qui sont attribuées à la formation mémoire. L'étude actuelle a en fait révélé l'un de ces mécanismes, par lequel la stimulation électrique des neurones se traduit par des changements dans les synapses".
Dans une précédente étude, le Prof. Armon avait publié dans la revue Science qu'une protéine nucléaire nommée PARP1, présente dans tous les systèmes vivants animaux et végétaux et impliquée dans la réparation des ruptures de l'ADN, était également nécessaire à l'acquisition de la mémoire à long terme. La nouvelle étude révèle le mécanisme biochimique par lequel cette protéine joue un rôle dans le processus d'apprentissage.
Un traitement par la glutamine ?
Dans le cadre de l'expérience, les chercheurs ont fait subir une stimulation électrique à des neurones pris dans les zones du cerveau concernées, et ont décodé les processus biochimiques qui se produisent dans le noyau des cellules en réponse à ce stimulus. La méthode employée combinait des mesures électrophysiologiques, des méthodes de chimie structurelle et l'utilisation de la biologie moléculaire. Ainsi ont-ils pu identifier un mécanisme dépendant de la fréquence de la stimulation qui relie la protéine "réceptrice" des signaux parvenant à la membrane des cellules nerveuses à la protéine nucléaire PARP1. L'activation du PARP1 par ce processus permet la traduction immédiate des signaux électriques en «gènes rapides» (gènes de réponse précoce) codant la création de changements à long terme dans les synapses qui relient les neurones.
Les neurones du cerveau ne se renouvellent pas de la naissance à la mort. Pendant la durée de la vie s'y accumulent des fragments d'ADN. "La protéine PARP1 se lie à ces fragments d'ADN et intervient dans leur réparation" explique le Prof. Armon. " Notre étude a révélé que lorsqu'un changement spécifique se produit dans la structure de la protéine lors de sa liaison à l'ADN elle ne peut se fixer sur la protéine "réceptrice" de signaux. Les fragments d'ADN empêchent alors le mécanisme de traduction de la stimulation des cellules nerveuses en "gènes rapides" et les changements dans les synapses.
Par ailleurs, on a constaté que la glutamine (substance qui permet la tolérance au vin rouge) empêche la liaison du PARP1 à l'ADN et préserve ainsi l'expression des «gènes rapides» en réponse à la stimulation même en présence de fragments d'ADN. Cette découverte pourrait ouvrir la voie au traitement de la détérioration des capacités d'apprentissage en raison des lésions de l'ADN des neurones dans la vieillisse ou suite à des maladies. Le traitement par la glutamine a été testé avec succès sur des rats adultes dans d'autres groupes de recherche dans le monde, mais n'a pas encore chez l'homme.
Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr sous le titre: "Découverte contre la détérioration de la mémoire"
