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Parutions

 

Le récepteur P2X de l’ATP : un nouvel acteur des processus cellulaires de la mémoire

 

Les neurones communiquent entre eux au niveau d’une zone spécialisée bien connue, la synapse, qui permet le transfert et le traitement des informations. Les modifications de l’activité des synapses, ou « plasticité synaptique », sont des mécanismes très étudiés en particulier dans la région de l’hippocampe du cerveau où ils sont considérés comme le substrat cellulaire de la mémoire et de l’apprentissage. Dans une étude publiée dans le journal Neuron, l’équipe d’Eric Boué-Grabot de l’Institut des maladies neurodégénératives de Bordeaux vient de découvrir que le récepteur P2X de l’ATP est l’acteur principal d’une forme insoupçonnée de plasticité des synapses impliquées dans la mémoire.

 

Pour assurer leur rôle de communication, les neurones disposent d’un système complexe basé sur l'activation de récepteurs par des molécules appelées neurotransmetteurs. Le point de contact entre deux neurones, la synapse, est le lieu de ces échanges. Les cellules gliales voisines participent également au contrôle de l’activité des synapses en libérant des gliotransmetteurs. L’activité des synapses excitatrices dépend principalement du nombre et de la localisation des récepteurs du glutamate de type AMPA à la synapse. Une augmentation ou une diminution du nombre de ces récepteurs à la synapse provoque respectivement une potentialisation à long terme (PLT) et une dépression à long terme (DLT) de l’activité des neurones. Ces phénomènes de plasticité synaptique sont très étudiés car ils modulent durablement l’activité des circuits neuronaux et sont considérés comme « la mémoire cellulaire » à la base des processus de mémorisation et d’apprentissage.

 

L’équipe d’Eric Boué-Grabot s’intéresse à une autre famille de récepteurs, les récepteurs P2X, qui sont activés par l’ATP extracellulaire libéré par les neurones ou les cellules gliales dans le cerveau. A ce jour, on connaît encore mal leur rôle synaptique. Découvrir la fonction de ces récepteurs est un enjeu d’autant plus important que cette signalisation appelée purinergique semble impliquée dans de nombreuses pathologies telles que la douleur chronique, l’ischémie cérébrale et les maladies neurodégénératives. En effet, l’ATP étant la principale source d’énergie cellulaire, il est contenu en grande quantité dans toutes les cellules. Aussi,  lors d’un stress ou d’une altération, les cellules lésées libèrent massivement l’ATP dans le milieu extracellulaire provoquant une suractivation de la signalisation purinergique dont les conséquences délétères ou bénéfiques restent à établir.

 

Dans ce travail, les chercheurs de l’Institut des maladies neurodégénératives, en collaboration avec une équipe de l’Institut interdisciplinaires de neurosciences, démontrent pour la première fois que l’activation des récepteurs P2X des neurones, par l’ATP libéré par les cellules gliales voisines, déclenche une forme originale de plasticité synaptique des neurones de l’hippocampe. En combinant de nombreuses techniques permettant de mesurer l’activité des neurones ainsi que la fonction ou l’expression des récepteurs à la surface des neurones, les chercheurs bordelais ont révélé que l’activation des récepteurs P2X déclenche une cascade spécifique d’évènements intracellulaires conduisant à la diminution du nombre de récepteurs AMPA à la synapse et par voie de conséquence à la diminution de l’activité synaptique.


Ces résultats révèlent le rôle inconnu jusqu’alors des récepteurs P2X de l’ATP dans le contrôle de l’activité des synapses impliquées dans les processus mnésiques et illustrent l’importance des cellules gliales dans ces phénomènes. Ce travail ouvre de nombreuses perspectives quant aux rôles des récepteurs de l’ATP. En effet, cette voie de signalisation étant présente dans de nombreuses cellules du cerveau, ce mécanisme de remodelage de l’activité synaptique pourrait se produire en réalité dans beaucoup d’autres régions du cerveau. Sans parler de leur implication dans les altérations synaptiques qui interviennent dans les déficits mnésiques, les phénomènes ischémiques et les maladies neurodégénératives où une libération excessive et pathologique d’ATP va exacerber la signalisation purinergique.

Figure : ( A) :Images juxtaposées d’un neurone d’hippocampe co-exprimant le récepteur P2X couplé à une protéine fluorescente rouge et le récepteur AMPA couplé à une protéine fluorescente verte extracellulaire. Le suivi en temps réel de la fluorescence des deux récepteurs montre que si la fluorescence rouge est stable au cours du temps, la fluorescente verte initiale (t0) diminue fortement après l’activation par l’ATP des récepteurs P2X (t1) indiquant une diminution du nombre de récepteurs AMPA à la surface du neurone.

(B) : Représentation schématique d’une synapse tripartite et du mécanisme de plasticité synaptique dépendant de l’activation des récepteurs P2X par l’ATP d’origine gliale. 

© Eric Boué-Grabot/CNRS

 

 

En savoir plus

  • ATP P2X Receptors Downregulate AMPA Receptor Trafficking and Postsynaptic Efficacy in Hippocampal Neurons, Pougnet J-T, Toulmé E, Martinez A, Choquet D, Hosy E, and Boué-Grabot E, Neuron (2014), doi : 10.1016/j.neuron.2014.06.005.


Contact chercheurs

  • Eric Boué-Grabot
    Tél. : 05 57 57 15 40
      Institut des maladies neurodégénératives (CNRS/Université de Bordeaux)

 

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