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Des souris et de la mémoire
Traiter des souris atteintes de lésions cérébrales avec des composés qui affectent l'expression des gènes restaure leur capacité à se rappeler des souvenirs à long terme, selon une étude publiée cette semaine. La nature . Élever les souris dans un environnement stimulant a le même effet. Les résultats suggèrent que les souvenirs, une fois consolidés, peuvent rester accessibles même après une perte significative de cellules cérébrales. Ils ouvrent également la possibilité de développer des médicaments pour traiter la perte de mémoire associée à des conditions telles que la maladie d'Alzheimer et la démence.
Enrichissement environnemental : Les souris hébergées dans un environnement intéressant - dans ce cas, une grande cage contenant des jouets de différentes couleurs, formes et textures et une roue qui permet un exercice volontaire - étaient mieux à même de récupérer des souvenirs à long terme après des lésions cérébrales. Les résultats pourraient aider au développement de médicaments améliorant la mémoire pour les humains.
Des recherches antérieures avaient produit des résultats similaires à la conclusion de l'étude selon laquelle l'enrichissement de l'environnement peut améliorer l'apprentissage. Ce n'est pas grave, dit le coauteur Li Huei Tsai du Picower Institute for Learning and Memory du MIT, mais en termes de récupération de la mémoire à long terme… nous étions tous stupéfaits.
Tsai et ses collègues ont mené l'étude sur des souris génétiquement modifiées pour exprimer une protéine appelée p25 dans certaines conditions. La protéine déclenche la mort massive des cellules cérébrales et a été impliquée dans des maladies neurodégénératives. Les chercheurs peuvent activer et désactiver l'expression de p25 en contrôlant le régime alimentaire des souris, induisant des lésions cérébrales à volonté. Sans régime spécial, les souris se comportent comme des souris normales.
Pour tester la mémoire des souris, Tsai et ses collègues ont commencé par les conditionner à avoir peur d'un certain endroit. Les souris ont été déplacées de leurs cages vers une chambre offrant un nouvel environnement intéressant qu'elles souhaitent explorer, explique-t-elle. Mais dans cette chambre, les souris ont reçu un léger choc sur leurs pieds. Ça ne fait pas mal, dit Tsai, mais ils détestent ça.
Ce conditionnement de la peur est codé dans la région de l'hippocampe du cerveau avant d'être transféré trois à quatre semaines plus tard dans le cortex, où il devient une mémoire stable à long terme. Après cela, si les souris retournent dans la chambre, elles se souviennent de la mauvaise expérience et se figent sur place au lieu d'explorer.
Après avoir établi cette mémoire chez les souris génétiquement modifiées, Tsai et ses collègues ont provoqué des lésions cérébrales en activant le gène p25. Comme prévu, les souris ont perdu leur peur de la chambre, ne parvenant pas à geler comme les souris normales le feraient après le même conditionnement.
Mais donner aux souris atteintes de lésions cérébrales un composé appelé inhibiteur d'histone désacétylase (HDAC) a produit des résultats très différents. Les histones sont des protéines autour desquelles les brins d'ADN s'enroulent, formant une structure appelée chromatine. La façon dont la chromatine s'assemble affecte la régulation et l'expression des gènes. Les souris ayant reçu un inhibiteur HDAC, qui permet à l'ADN de se dérouler des histones, rendant l'ADN accessible à la transcription, ont pu récupérer des souvenirs à long terme bien mieux que les souris non traitées.
Ce rappel amélioré s'est également produit lorsque des souris atteintes de lésions cérébrales non traitées avec l'inhibiteur HDAC ont été placées dans un environnement enrichissant. Selon Tsai, les souris sont normalement maintenues dans une petite cage avec pas beaucoup plus que de la nourriture et de l'eau. Les déplacer dans une cage plus grande avec beaucoup de jouets, une roue de course et d'autres souris avec lesquelles interagir leur permet d'être beaucoup plus actifs, physiquement et mentalement, dit-elle. Les souris dans cet environnement stimulant ont montré un comportement de congélation bien meilleur, montrant qu'elles étaient capables de récupérer leurs souvenirs à long terme.
L'inhibiteur HDAC et l'environnement enrichissant stimulent probablement la croissance des connexions entre les neurones, qui recâblent le cerveau de manière à rendre les souvenirs à long terme plus accessibles, explique Tsai. Vous ne voyez pas nécessairement une augmentation du nombre de neurones, explique-t-elle, mais vous voyez une augmentation de la formation de dendrites et de synapses. Dans le cas des inhibiteurs d'HDAC, il se pourrait que la modification de la structure de la chromatine entraîne une plus grande expression des gènes qui affectent cette croissance synaptique.
Les résultats sont très impressionnants, dit Ya-Ping Tang , neurobiologiste à l'Université de Chicago. Cela montre comment l'épigénétique - une expression génétique altérée qui n'est pas liée à des changements dans l'ADN lui-même - est impliquée dans l'apprentissage et la mémoire, dit-il.
On ne sait pas pourquoi initier des lésions cérébrales chez les souris ne détruit pas complètement les souvenirs à long terme. Notre étude ne peut pas parler de cela, dit Tsai, mais elle montre que même avec cette perte neuronale substantielle, il ne suffit pas de se débarrasser de la mémoire.
Tang dit qu'il est trop tôt pour dire si des médicaments basés sur ce mécanisme pourraient être développés pour aider à restaurer la perte de mémoire chez l'homme. Tsai et son groupe essaient maintenant d'autres inhibiteurs d'HDAC chez la souris pour voir lesquels fonctionnent le mieux. Il sera très intéressant de voir si les inhibiteurs d'HDAC seront utiles chez l'homme, dit-elle. Cela donne vraiment l'espoir aux personnes atteintes de perte neuronale et de démence que peut-être quelque chose peut être fait.