Une étude, dont les résultats intitulés «Linking glutamate receptor movements and synapse function» ont été publiés dans la revue Science, a permis de décrire comment, dans le cerveau, le mouvement membranaire des récepteurs neuronaux régule la plasticité synaptique, les fonctions cognitives et joue vraisemblablement un rôle-clé dans certaines maladies neuropsychiatriques.

Relevons tout d'abord «que la découverte que l'efficacité de la transmission synaptique peut être modifiée par l'activité neuronale a été une étape majeure dans la compréhension des fonctions cérébrales, comme l’apprentissage, la mémorisation et notre représentation sensorielle du monde». Très tôt, «les différentes formes de plasticité synaptique dépendante de l'activité» ont été proposées «comme substrat biologique de l'apprentissage et de la mémoire».

Alors que, dans les années 70, «en même temps que la plasticité synaptique était découverte, la fluidité des membranes cellulaires était établie», ces découvertes qui étaient contemporaines «ont rarement été croisées»: ainsi, tandis que «les biologistes cellulaires établissaient le rôle du trafic des récepteurs dans différentes fonctions cellulaires, les neuroscientifiques considéraient largement la fonction de synapse comme basée sur les propriétés unitaires du récepteur et le contrôle de la libération du neurotransmetteur»: en fait, c'est seulement depuis «une vingtaine d'années que les deux champs se sont mutuellement fécondés».

Le principal objet d’étude a été «la synapse excitatrice glutamatergique, qui représente environ 80 % de la transmission synaptique dans le cerveau». Il a été montré, «au cours des 2 dernières décennies», que «le mouvement membranaire des récepteurs glutamatergiques n’est pas seulement important pour apporter les récepteurs à la synapse», mais qu'il est aussi «à la base des processus de plasticité synaptique à court- et long-terme».

En outre, «le fait que la plasticité synaptique à long-terme et la capacité de mémorisation dépend de la dynamique membranaire de 2 familles de récepteurs glutamatergiques, 'AMPA' et 'NMDA'» a renforcé l'universalité de ce processus. Il en résulte que la mobilité des récepteurs est «un des paramètres clés de la capacité d’une synapse à s’adapter et permettre le codage d’information dans le cerveau».

D'ailleurs, un nombre grandissant d’observations révèlent «que la transmission synaptique est altérée dans diverses maladies neurologiques et psychiatriques, faisant émerger l’hypothèse que ces maladies sont des 'synaptopathies', c’est-à-dire des pathologies dans lesquelles le dysfonctionnement de la synapse participe grandement à l’étiologie».

Dans ce contexte, «en se fondant sur le rôle essentiel de la dynamique membranaire des récepteurs dans la physiologie synaptique», cette étude souligne «qu’une altération de la dynamique membranaire des récepteurs est associée à différents modèles animaux de maladies neurologiques et psychiatriques»: par exemple, «la présence d’auto-anticorps dirigés contre le récepteur NMDA est observée dans le cerveau de patients présentant des troubles psychotiques».

Comme à l’échelle moléculaire, «ces autoanticorps pathologiques perturbent massivement le mouvement membranaire des récepteurs, sans agir sur l’activité 'canal' du récepteur per se», il en résulte qu'une altération du mouvement peut «engendrer une dysfonction synaptique et une palette de désordres neurologiques et psychiatriques chez l’homme».