Un nouvel outil révèle des changements dynamiques dans la matrice extracellulaire du cerveau

Entre et autour des milliards de neurones du cerveau humain se trouve une structure tout aussi importante, la matrice extracellulaire (MEC). La MEC est un réseau interconnecté de protéines et de sucres qui entoure les cellules cérébrales. C’est bien plus qu’un simple support structurel. Les modifications de l’ECM peuvent réguler des fonctions cérébrales complexes telles que la mémoire, l’apprentissage et le comportement. Cependant, les études sur l’ECM du cerveau ont été limitées en raison du manque d’outils permettant d’observer les changements dynamiques dans sa structure.

Maintenant, un nouvel outil de marqueur génétique développé par les chercheurs en santé Igal Sterin, Ph.D. et Parc Sungjin, Ph.D. de l’Université de santé de l’Utah, a découvert de nouveaux modèles dans l’ECM du cerveau de souris, notamment des différences dans la quantité de matrice déposée sur différents types de neurones. Un avantage majeur de cet outil est qu’il peut détecter les changements dans l’ECM au fil du temps, fournissant ainsi de nouvelles informations sur le développement du cerveau.

Le nouvel outil se compose de deux composants principaux : une protéine qui se lie aux principaux composants de l’ECM du cerveau et une autre protéine qui se lie de manière irréversible à une variété de colorants fluorescents synthétiques. Lorsque les scientifiques ont inséré l’outil dans les neurones, il s’est lié à la matrice environnante ; Ils ont ensuite ajouté un colorant fluorescent pour rendre visibles les structures matricielles. Cet outil a permis aux chercheurs d’observer comment l’ECM se déposait au fil du temps dans des cellules cérébrales de rongeurs en culture, formant des amas matriciels denses qui n’apparaissaient que sur des neurones spécifiques et à des moments différents.

Les chercheurs ont également pu mesurer les changements dans l’ECM cérébrale chez la souris en ajoutant différents colorants fluorescents à différents moments. Ils ont pu conclure qu’entre l’ajout des deux colorants, des structures ECM s’étaient développées et étaient marquées par le deuxième colorant, mais pas par le premier.

Les scientifiques espèrent que cet outil ouvrira la porte à de nombreuses autres études sur la manière dont l’ECM contribue au fonctionnement cérébral de manière complexe.

Dans le cerveau, la MEC régule la plasticité neuronale et les fonctions cognitives, mais ses caractéristiques structurelles restent mal comprises. En utilisant notre outil génétique longitudinal pour suivre la dynamique de la MEC, nous pouvons visualiser comment les neurones assemblent et remodèlent la MEC au cours du développement, des processus cognitifs et du vieillissement.

Parc Sungjin, PhD, Santé de l’Université de l’Utah