Cellule: défiez le manuel! Révéler le mécanisme de libération de dopamine dans le cerveau

Après des décennies de recherche sur le rôle clé du neurotransmetteur dopamine dans le contrôle moteur et le comportement de récompense, il est devenu le centre d'innombrables efforts pour comprendre son activité, en particulier lorsqu'il est utilisé dans des maladies telles que la maladie de Parkinson et la toxicomanie en cas de déviation. dans.

Bien que les scientifiques aient fait des progrès considérables, on sait peu de choses sur le mécanisme par lequel des cellules saines de dopamine libèrent ce neurotransmetteur. Cet écart limite les scientifiques 0010010 # 39; capacité à développer des traitements pour une gamme de maladies liées à la dopamine.

Maintenant, dans une nouvelle étude, des chercheurs de la Harvard Medical School ont identifié le mécanisme moléculaire responsable de la sécrétion précise de dopamine dans le cerveau. Les résultats de recherche pertinents ont été publiés dans le journal Cell le 8, 2018 février et le document intitulé 0010010 quot; La sécrétion de dopamine est médiée par des sites de libération clairsemés de type zone active {{4 }} quot ;.

L'image provient de Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Cette étude a identifié des sites spécifiques dans les neurones producteurs de dopamine qui libèrent la dopamine d'une manière rapide et spatialement précise - cette découverte est liée à la façon dont ce neurotransmetteur transmet les signaux dans le cerveau. Le modèle actuel est en conflit.

L'auteur correspondant de l'article, Pascal Kaeser, professeur adjoint de neurobiologie à la Harvard Medical School, a déclaré: 0010010 quot; Ce système de dopamine joue un rôle vital dans de nombreuses maladies, mais peu d'études ont suggéré comment les neurones dopaminergiques sains libèrent ce neurotransmetteur. Questions de base qualitatives. 0010010 quot; Une meilleure compréhension de la dopamine en laboratoire peut avoir un impact énorme sur la capacité de traiter des maladies où le signal de dopamine est mal aligné.

Dans le cerveau, environ 0. 01% des neurones sont responsables de la production de dopamine, mais ils contrôlent une grande variété de processus cérébraux, y compris le contrôle moteur, les systèmes de récompense, l'apprentissage et la mémoire.

Kaeser a déclaré que la recherche sur la dopamine se concentre sur son dysfonctionnement et sur les récepteurs protéiques que les neurones utilisent pour recevoir la dopamine. Bien que ce neurotransmetteur joue un rôle important, dans des circonstances normales, les recherches sur la façon dont il est libéré dans le cerveau sont limitées.

Plus de fouillis

Pour identifier le mécanisme moléculaire responsable de la sécrétion de dopamine, Kaeser et ses collègues se sont concentrés sur les neurones producteurs de dopamine dans le mésencéphale, qui sont impliqués dans les circuits neuronaux qui déclenchent le mouvement et récompensent le comportement.

Ces chercheurs ont d'abord recherché la zone active, un site de libération de neurotransmetteurs spécifique situé dans la synapse (c'est-à-dire où un neurone entre en contact avec un autre neurone). En utilisant la microscopie à super-résolution pour imager des parties du cerveau projetées par les neurones dopaminergiques, ils ont découvert que les neurones dopaminergiques contenaient des protéines qui marquaient la présence de régions actives.

Ces régions actives indiquent que les neurones peuvent participer à une transmission synaptique rapide, dans laquelle les signaux des neurotransmetteurs sont transférés avec précision d'un neurone à un autre en quelques millisecondes.

Il s'agit de la première preuve de l'existence de zones actives rapides dans les neurones dopaminergiques, et avant cela, ces neurones étaient considérés comme étant uniquement impliqués dans la soi-disant transmission de volume (transmission de volume), c'est-à-dire ce neurotransmetteur dans le cerveau Les signaux sont envoyés lentement et de manière non spécifique dans des zones relativement grandes.

La densité des zones actives trouvées dans les neurones dopaminergiques est inférieure à la densité des zones actives trouvées dans d'autres neurones, et d'autres expériences révèlent en détail comment ce neurotransmetteur est sécrété et libéré rapidement Reabsorb.

Kaeser a déclaré: 0010010 quot; Je pense que nos résultats vont changer notre perception de la dopamine. Nos données suggèrent que la dopamine est libérée à un endroit spécifique, avec une précision spatiale et une vitesse incroyables, et avant cela, les gens pensaient que la dopamine était sécrétée lentement et de manière désordonnée. 0010010 quot;

Dans une autre série d'expériences, les chercheurs ont utilisé des outils génétiques pour éliminer plusieurs protéines de régions actives. L'élimination d'une protéine spécifique appelée RIM est presque suffisante pour empêcher complètement la sécrétion de dopamine chez la souris. La RIM est associée à une série de maladies, notamment les troubles neuropsychiatriques et les troubles du développement. Cependant, l'exclusion d'une autre protéine du domaine actif a eu peu d'effet sur la libération de dopamine, ce qui suggère que la sécrétion de dopamine dépend d'un mécanisme moléculaire unique.

Changliang Liu, premier auteur de l'article et chercheur postdoctoral au laboratoire de Kaeser 0010010 # 39; a déclaré, 0010010 quot; Notre recherche montre que les signaux de dopamine sont plus organisés qu'auparavant pensé. 0010010 quot;

Liu a déclaré: 0010010 quot; Nous avons confirmé que la région active et le RIM associés à des maladies telles que la schizophrénie et les troubles du spectre autistique dans la recherche génétique humaine sont essentiels à la transduction du signal dopaminergique. Ces mécanismes nouvellement identifiés peuvent être liés à ces maladies. Cela pourrait conduire à l'élaboration de nouvelles stratégies de traitement à l'avenir. 0010010 quot;

Ces chercheurs étudient ces régions actives plus en détail afin de mieux comprendre leur rôle dans la transduction du signal dopaminergique et comment les manipuler.

Kaeser a déclaré: 0010010 quot; Nous avons investi beaucoup d'énergie dans la compréhension de l'ensemble du mécanisme de signalisation de la dopamine. Pour l'instant, la plupart des traitements fournissent au cerveau une quantité excessive de dopamine, ce qui active des processus qui ne devraient pas être activés, ce qui entraîne de nombreux effets secondaires. 0010010 quot;

Il a déclaré: 0010010 "Notre espoir à long terme est d'identifier les protéines qui ne médient que la sécrétion de dopamine. Imaginez qu'en manipulant la libération de dopamine, nous pourrions être en mesure de mieux reconstruire les signaux normaux dans le cerveau. 0010010 nbsp;

source: changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang et al. 0010010 nbsp;La sécrétion de dopamine est médiée par des sites de libération clairsemés de type zone active. Cellule, 8 février 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008.