Les scientifiques ont découvert que 93 % des lipides des tissus cérébraux sont répartis différemment dans la matière blanche et grise, le sous-cortex, le cortex visuel et moteur et le cortex préfrontal, responsable de la prise de décision, du comportement social et d’autres fonctions. Des anomalies du lipidome cérébral surviennent souvent lors de troubles psychologiques et cognitifs. Cartographier ces molécules devrait donc permettre d’obtenir davantage d’informations sur la maladie. La recherche, soutenue par une subvention du programme présidentiel de la Fondation scientifique russe (RSF), a été publiée dans Nature Communications.

Création de la première carte au monde des lipides du cerveau humain
Répartition du cholestérol dans le cerveau humain. Source de l’image : Maria Osetrova.

Les lipides sont un composant majeur du tissu cérébral et des composés graisseux qui représentent 35 à 40 % de toutes les molécules des corps cellulaires de la matière grise et jusqu’à 78 % des gaines de myéline des axones de la substance blanche. Les lipides du tissu cérébral sont très divers et comprennent le cholestérol, des composés contenant du phosphore tels que les phospholipides et les sphingolipides, ainsi que d’autres molécules. Étant donné que les lipides sont impliqués dans le métabolisme et la croissance des neurones, dans la signalisation entre les cellules et dans le contrôle des processus inflammatoires, des anomalies dans la composition des lipidomes ont été associées à des troubles cognitifs tels que l’autisme, la schizophrénie et la maladie d’Alzheimer. Cependant, la relation entre le lipidome et les caractéristiques structurelles du tissu cérébral est encore mal comprise, ce qui limite l’utilisation des lipides comme marqueurs moléculaires pour détecter les maladies cérébrales.

Des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies de Skolkovo et leurs collègues ont créé la première carte au monde des lipides du cerveau humain. Ils ont examiné des échantillons de tissus cérébraux provenant de quatre personnes en bonne santé et évalué la composition lipidique de 75 parties différentes du cerveau. Les lipides présents dans les échantillons ont été identifiés par spectrométrie de masse, qui permet de déterminer la structure d’une molécule en fonction du rapport masse/charge et de son schéma de mouvement dans un champ magnétique.

Les chercheurs ont découvert un total de 419 lipides différents, dont la plupart (93 %) étaient inégalement répartis dans les différentes parties du cerveau humain. Par exemple, le sous-cortex (la partie la plus ancienne du cerveau), le cortex moteur et visuel présentaient des taux de cholestérol relativement élevés, tandis que le cortex préfrontal, responsable du comportement social complexe et de la prise de décision, présentait des taux relativement faibles de ce lipide.

Puisque la plupart des lipides se trouvent dans les gaines de myéline, l’équipe a vérifié si la teneur en myéline dans une partie particulière du cerveau influence son lipidome typique. Il s’est avéré que la substance blanche riche en myéline contenait principalement des céramides, deux classes de phospholipides et des lipides d’acides gras saturés. Puisque la fonction principale de la substance blanche est de transmettre des signaux à travers les axones, on pense que ces types de lipides sont essentiels au fonctionnement des tissus.

Les lipides d’acides gras polyinsaturés prédominaient dans la matière grise, qui contient une concentration de corps cellulaires au lieu d’axones et pratiquement pas de myéline. Cela suggère que de telles molécules pourraient jouer un rôle important dans le traitement du signal dans les cellules.

À l’avenir, nous prévoyons d’étudier en profondeur le lipidome sous-cortical, qui n’a été que partiellement couvert par cette recherche, et d’examiner des échantillons de cerveau provenant de patients souffrant de divers troubles mentaux. Le potentiel « décodage » complet du lipidome nous aidera à mieux comprendre la nature de la maladie mentale et son impact sur la structure et le fonctionnement du cerveau.», déclare Maria Osetrova, ingénieure de recherche au Skoltech Neuro Center et participante au projet soutenu par RSF.

Parmi les autres organisations impliquées dans cette recherche figurent l’Université Lomonossov de Moscou, le Centre fédéral de recherche Semenov en physique chimique de l’Académie des sciences de Russie (Moscou), l’Université de Leipzig (Allemagne) et l’Université nationale de Singapour.

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Référence du magazine :

Osetrova, M., et coll. (2024). Lipidomatlas du cerveau humain adulte. Communication naturelle. est ce que je.org/10.1038/s41467-024-48734-y.



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