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Nouvelles cellules cérébrales favorisant le sommeil identifiées

Une nouvelle recherche chez la souris identifie une gamme de neurones qui peuvent être impliqués dans la promotion du sommeil. Les résultats pourraient bientôt changer les pratiques thérapeutiques pour le traitement des troubles du sommeil.

neurones

L’insomnie touche environ 60 millions de personnes aux États-Unis chaque année. Il est associé à une variété de problèmes de santé, en particulier chez les personnes âgées, y compris les troubles cognitifs et le syndrome métabolique.

Comme le sait toute personne qui a passé une nuit blanche, essayer de «vouloir» s’endormir pendant un épisode d’insomnie est non seulement inutile, mais cela pourrait aussi empirer les choses. Mais que se passerait-il s’il y avait un «interrupteur» dans notre cerveau que nous pourrions activer lorsque nous voudrions nous endormir?

Une nouvelle étude peut avoir trouvé un tel « switch » dans un type de neurone. Après avoir étudié la recherche existante, des scientifiques de l’école de médecine de l’université Johns Hopkins de Baltimore ont constaté que, même si beaucoup de travaux ont été effectués sur les neurones favorisant l’éveil, peu de recherches ont porté sur les neurones favorisant le sommeil.

Ainsi, les scientifiques – dirigés par Seth Blackshaw, Ph.D., professeur de neurosciences à l’École de médecine de l’Université Johns Hopkins – ont entrepris d’examiner le rôle des cellules du cerveau qui expriment un gène appelé «Lhx6».

La raison pour laquelle les chercheurs ont décidé d’examiner ce gène particulier est qu’il joue un rôle crucial dans la formation de neurones qui inhibent l’activité d’autres neurones. Des recherches antérieures menées par le professeur Blackshaw ont observé le rôle de ce gène chez la souris.

Il explique la motivation de l’étude en disant: «Nous savons que les cellules d’autres régions du cerveau utilisent le Lhx6 et que le gène est vital pour que ces zones se développent correctement.Par exemple, perturber l’expression de Lhx6 peut entraîner de nombreuses maladies, dont épilepsie. »

Les chercheurs se sont donc demandés si les neurones qui expriment le gène Lhx6 favorisent le sommeil en «désactivant» d’autres neurones qui nous maintiennent éveillés?

Le premier auteur de l’étude est Kai Liu, un étudiant diplômé dans le département de Neuroscience Solomon H. Snyder à l’École de médecine de l’Université Johns Hopkins, et les résultats ont été publiés dans la revue

Les neurones exprimant Lhx6 induisent le sommeil

Liu et son équipe ont créé un modèle de souris dans lequel ils utilisaient des «récepteurs concepteurs exclusivement activés par des médicaments de synthèse» pour analyser si l’activation des neurones exprimant Lhx6 favoriserait ou inhiberait le sommeil.

Ils ont utilisé le clozapine N-oxyde pour activer les neurones exprimant Lhx6, ainsi que la protéine Fos et les techniques de traçage viral pour étudier le comportement de ces neurones.

Liu et son équipe ont découvert que les souris dormaient plus et passaient plus de temps à la fois dans le mouvement oculaire aléatoire (REM) et le sommeil non REM pendant les 12 heures suivant l’injection du médicament activateur de neurones. Ces effets étaient à leur plus haut entre 2 et 8 heures après avoir reçu le médicament.

Grosso modo, le sommeil non-paradoxal comporte un stade de sommeil profond et réparateur, tandis que le sommeil paradoxal est considéré comme plus léger et la phase de sommeil pendant laquelle survient la plupart de nos rêves.

« Le fait que ces [neurones exprimant Lhx6] favorisent à la fois le sommeil paradoxal et le sommeil paradoxal les distingue des autres cellules régulatrices du sommeil et présente une nouvelle cible pour le traitement d’un large éventail de troubles du sommeil. »

Prof Seth Blackshaw

De plus, les chercheurs ont observé cette activité dans une région du cerveau où les neurones exprimant Lhx6 n’avaient pas été identifiés auparavant: une région de l’hypothalamus appelée zona incerta.

« Parce que l’hypothalamus est un système ancien qui était relativement bien conservé dans l’évolution du poisson à l’homme, comprendre sa génétique et sa chimie chez la souris devrait faire progresser notre connaissance de ce qui se passe dans le cerveau des gens » explique le professeur Blackshaw.

Des recherches antérieures ont identifié des neurones qui favorisent l’éveil en sécrétant de l’hypocrétine, qui est un neuropeptide. Ainsi, dans la nouvelle étude, les chercheurs ont également voulu voir si les neurones exprimant Lhx6 inhibaient ces neurones sécrétant de l’hypocrétine.

En bloquant l’action de l’hypocrétine en utilisant des médicaments de synthèse et en activant des neurones exprimant le Lhx6, les chercheurs ont constaté que les souris continuaient d’avoir un sommeil paradoxal augmenté, mais pas de sommeil non REM.

« Cela montre que Lhx6 inhibe non seulement les cellules produisant de l’hypocrétine, mais aussi d’autres types de cellules activatrices de sillage », explique Liu.

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