Le rôle méconnu de la mécanotransduction dans le développement du cerveau
Dans un article qui vient d’être publié dans la revue Trends in Neurosciences, l’équipe de Laurent Nguyen (Laboratoire de Régulation Moléculaire de la Neurogenèse – GIGA-Stem Cells) révèle le rôle essentiel joué par la mécanotransduction dans le cerveau en développement - ou comment les neurones et leurs progéniteurs interprètent les contraintes physiques de leur environnement afin de se différencier.
L
a complexité cellulaire du cerveau a longtemps fasciné les neurobiologistes. Malgré l'accumulation de connaissances acquises ces dernières décennies, nous ne comprenons toujours pas comment sont coordonnés les mécanismes intrinsèques et extrinsèques qui sous-tendent la formation du cerveau. Le développement cérébral est un long processus qui est initié pendant la vie fœtale. Parmi les événements cellulaires qui participent à son élaboration, la migration et l’intégration fonctionnelle des neurones au sein du parenchyme cérébral représentent des étapes clés qui, lorsqu’elles sont perturbées, conduisent souvent à des malformations accompagnées de déficits neurologiques. Les mécanismes qui régissent ces processus impliquent la coordination de programmes génétiques avec la réception et l’intégration de signaux reçus de l’environnement extracellulaire. Parmi ces signaux, ceux qui imposent des contraintes physiques (via la matrice extracellulaire ou un contact direct avec des cellules voisines) aux membranes cellulaire et nucléaire peuvent, via mécanotransduction, influencer la maturation des neurones. L’étude des événements « mécaniques » et de leur transduction intracellulaire fait partie intégrante du domaine de la mécanobiologie, qui reste à ce jour peu étudiée dans le système nerveux. Cet article résume et analyse les connaissances actuelles qui sont à la croisée de la neurobiologie et de la mécanobiologie et suggère que leur intégration permettra de mieux comprendre les étapes qui façonnent le cortex cérébral et ceux qui conduisent aux malformations cérébrales associées à des dysfonctionnements neurologiques.
Figure illustrant les forces mécaniques qui modulent le comportement des neurones pendant le développement cérébral. De multiples sources de stress mécanique sur les neurones sont représentées à droite, y compris les forces externes (F) et internes (Fi). ECM, matrice extracellulaire.
Source
Mechanical Forces Orchestrate Brain Development
Javier-Torrent M, Zimmer-Bensch G, Nguyen L. Trends Neurosci. 2020 Nov 14:S0166-2236(20)30245-9. doi: 10.1016/j.tins.2020.10.012.
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