Les astrocytes, acteurs incontournables de la mémoire

^{Actualité du 22.01.2019, rédigé par Cannelle Keller, FBM-UNIL}

Le Prof. Andrea Volterra du Département des neurosciences fondamentales de l’UNIL, en collaboration avec le Dr. Mirko Santello de l’Université de Zurich et le Prof. Nicolas Toni du Centre de neurosciences psychiatriques du CHUV, publie aujourd’hui dans la prestigieuse revue scientifique «Nature Neuroscience» une étude sur le rôle émergent des astrocytes dans les processus cognitifs.

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Au fil des ans, les scientifiques ont appris qu’il n’existe pas qu’un seul type de mémoire, que les mémoires ont des durées différentes et que les souvenirs ne sont pas immuables, mais peuvent être remodelés chaque fois qu’on les rappelle, par exemple en fonction de l’état d’esprit du moment. Ils ont également compris que la trace mnésique, c'est-à-dire la représentation du monde externe et de ses événements qui se forme dans notre cerveau, repose sur des modifications plastiques des connexions synaptiques entre les circuits cérébraux, susceptibles de se renforcer ou de s'affaiblir. Restait un point central qui demeurait jusqu’à présent mal compris: le rôle des cellules cérébrales non neuronales, les cellules gliales, dans ces processus.

Redonner leur place aux astrocytes

Comme le relève Andrea Volterra, professeur ordinaire au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de biologie et de médecine de l’UNIL, une série de découvertes surprenantes réalisées au cours de ces dernières années impose une révision importante du rôle des cellules gliales. Aujourd’hui, ces dernières ne peuvent plus être considérées comme de simples «assistantes» des neurones leur fournissant un soutien physique et métabolique, mais doivent être perçues comme leurs partenaires incontournables dans les modifications plastiques des synapses et dans les activités computationnelles cérébrales.

Dans l’étude publiée dans Nature Neuroscience, le Prof. Andrea Volterra et ses collègues présentent des preuves expérimentales de ce rôle des cellules gliales, notamment des astrocytes, la plus grande population de cellules non neuronales du cerveau. Selon les évidences les plus récentes, les signaux échangés entre les astrocytes et les synapses contribueraient de manière essentielle au fonctionnement des circuits cérébraux de la mémoire. Par exemple, l’activité synchrone oscillatoire des circuits de l'hippocampe et du cortex cérébral à la base de la consolidation mnémonique serait déclenchée par des signaux astrocytaires. «Des expériences sur des souris knockout astrocytaires, c'est-à-dire des souris dont les signaux envoyés par les astrocytes aux synapses ont été bloqués de manière sélective, montrent des défauts dans la formation ou la consolidation de la mémoire, détaille le Prof. Andrea Volterra. Au contraire, les souris chez lesquelles les astrocytes sont stimulés sélectivement montrent une capacité de stockage accrue».

Il est par ailleurs connu des scientifiques que des états d’alerte, de vigilance ou de stress modéré augmentent la performance cognitive via l’action de médiateurs tels que la noradrénaline ou l’acétylcholine. Or, selon de récentes observations, ces médiateurs agiraient par l’intermédiaire des astrocytes.

Une implication dans les troubles cognitifs et les processus de dépendance

Les astrocytes auraient donc un rôle beaucoup plus important dans les processus cognitifs qu'on ne le pensait auparavant. Un rôle qui s’étendrait également aux troubles cognitifs. «Il a été prouvé que le dysfonctionnement de la signalisation astrocyte-neurone, par exemple suite à une inflammation cérébrale telle que dans la maladie d'Alzheimer ou dans la sclérose en plaques, participe à l’altération des performances cognitives», poursuit le professeur lausannois. Même les actions délétères des drogues impliqueraient les astrocytes. Ce serait notamment le cas de la capacité décisionnelle réduite induite par la marijuana ainsi que, apparemment, de la dépendance engendrée par la cocaïne et d’autres drogues qui usurpent des processus cognitifs physiologiques dans les circuits de récompense.

Vers de nouveaux espoirs thérapeutiques

«L’appréciation du rôle des astrocytes permet de tester de nouvelles hypothèses sur la pathogenèse de nombreuses maladies neuropsychiatriques, ainsi que de nouvelles stratégies pharmacologiques basées sur les mécanismes astrocytaires, ouvrant la voie à de nouveaux espoirs pour leur traitement», conclut le Prof. Andrea Volterra.
 

Plus d'informations

• FBM: Les astrocytes, acteurs incontournables de la mémoire
• Groupe de recherche du Prof. Volterra
• Article dans «Nature Neuroscience»