Gary Armstrong, un scientifique du Neuro, travaille à élucider l’un des mystères entourant la sclérose latérale amyotrophique (SLA), à la fois sujet de recherche complexe et maladie difficile à traiter.
La SLA est une maladie neurodégénérative où les neurones moteurs meurent progressivement, ce qui mène à une paralysie complète et à la mort. Le gros de la recherche sur la SLA a porté sur l’étude des neurones moteurs de la moelle épinière et sur leur connexion à l’ensemble des muscles de l’organisme. Par exemple, je suis capable de taper ces mots parce que les neurones moteurs de ma moelle épinière transmettent des signaux à mes doigts. Mais ces signaux sont d’abord émis par les neurones moteurs du cerveau auxquels, fait remarquer Gary Armstrong, la recherche s’est beaucoup moins intéressée.
« Les neurones moteurs de la moelle épinière, qui coordonnent la contraction musculaire, sont beaucoup étudiés dans des modèles de souris. Par contre, on en sait beaucoup moins sur les neurones moteurs du cerveau lui-même » de dire le chercheur. « L’une des raisons expliquant cette situation est l’absence de modèles animaux adéquats. »
Gary Armstrong a réussi à créer un modèle informatif de SLA par l’implantation d’électrodes dans un poisson, le dard-perche. Ces électrodes permettent de surveiller le flux de signaux transmis des neurones du tronc cérébral aux neurones moteurs de la moelle épinière situés en aval.
« Nous avons fait une découverte dans l’étude de la SLA : la dualité dans la force des signaux », de déclarer Gary Armstrong. « En effet, dans les neurones moteurs de la moelle épinière, certaines anomalies affaiblissent la jonction entre le neurone et la cellule musculaire. Or, dans la transmission des signaux neuronaux descendant vers les neurones moteurs de la moelle épinière, la connectivité est plus intense que la normale. »
Cette plus grande connectivité peut entraîner des décharges synaptiques hautement excitatrices, à l’instar de ce que l’on observe dans certaines crises d’épilepsie et à la suite d’un accident vasculaire cérébral où les neurones déchargent tous en même temps de façon anarchique. Les crises d’épilepsie ne durent habituellement que quelques minutes. Dans la SLA, l’intensification de l’action excitatrice est beaucoup plus faible, de sorte que les neurones moteurs peuvent l’endiguer, empêchant ainsi la survenue de convulsions. Ce qui n’est pas clair, c’est la façon dont les neurones moteurs arrivent à réprimer cette action excitatrice pendant de nombreuses années.
« Une trop forte activité synaptique est néfaste aux neurones moteurs et intervient probablement dans la mort neuronale », explique Gary Armstrong. « Lorsqu’un neurone se dépolarise, les ions calcium affluent à l’intérieur de celui-ci. Dans les neurones, le calcium est soumis à une étroite régulation, et les neurones moteurs sont particulièrement vulnérables à des afflux massifs de calcium, bien qu’ils aient besoin d’une certaine quantité de calcium pour remplir leurs fonctions biologiques. »
« Nos recherches montrent que l’activité accrue provient des entrées synaptiques. C’est la première fois que l’on démontre ce phénomène par des processus physiologiques. Il s’agit d’une étude fondamentale sur les causes de l’accroissement des entrées excitatrices dans la SLA. »
La maîtrise de la quantité de calcium entrant dans les neurones moteurs supérieurs pourrait bien être une étape vers la découverte d’une méthode efficace pour le traitement de la SLA, une maladie qui perturbe la vie de quelque 3 000 Canadiens et de leur famille.
Les résultats de leur étude ont été publiés dans le numéro du 24 juin 2019 du Nature.
