Une étude, dont les résultats intitulés «Axonal chemokine-like Orion induces astrocyte infiltration and engulfment during mushroom body neuronal remodeling» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'identifier, chez la drosophile, Orion, un signal produit, au moment de la métamorphose, par les axones des neurones les plus anciens du centre de la mémoire qui déclenche leur élimination par une armée de cellules gliales.

Relevons tout d'abord que «le cerveau de tous les animaux subit un remodelage neuronal, au cours du développement, essentiel à l’élimination des axones inutiles», à «la précision des connexions nerveuses et in fine à la fonction du système nerveux», un remodelage «conservé au cours du développement, des invertébrés aux mammifères». De ce fait, «un élagage aberrant peut induire, chez l’adulte, des maladies neurodégénératives».

Pour ce qui concerne la mouche drosophile, «le centre de la mémoire ou corps pédonculés (CP) subit, à la métamorphose, un remodelage neuronal particulièrement visible par l’élagage de certains axones». Ce mécanisme «n’intervient que sur certains neurones et que sur les portions distales de leurs axones».

Il est donc très précis, car la fonction de cette étape d’élagage est de «permettre la repousse des nouveaux axones qui vont connecter de nouvelles cibles dans le cerveau» de sorte que «si cet élagage est bloqué au moment de la métamorphose, on obtient des mouches adultes qui ne peuvent plus former de mémoire à court terme».

Relevons ici qu'il était déjà connu que ce processus de dégénérescence axonale des corps pédonculés «est dépendant de l’infiltration des astrocytes», qui sont des cellules gliales particulières ayant «un rôle actif au cours du remodelage des neurones notamment en digérant les débris neuronaux».

Comme, il n'était pas connu «comment les astrocytes sont recrutés au niveau de ces axones au cours du développement du cerveau», l'étude en question a «isolé le gène orion impliqué dans le remodelage neuronal des CP» à «partir d’une mutagenèse chimique, et donc d’un crible sans biais préalable». Ce gène, «qui n’avait jamais été décrit précédemment», est «produit par les axones et est indispensable à l’infiltration des astrocytes dans les faisceaux des axones des CP».

Grâce à l'analyse fonctionnelle, il est apparu «que le manque de la protéine Orion entraine un défaut dans l’élimination des débris axonaux ainsi que dans l’élagage de certains axones». D'ailleurs, le nom orion, a été donné au gène à cause de «regroupements de débris brillants (marqués avec la GFP, une protéine fluorescente) qui sont observés chez les mutants et font penser à une constellation stellaire».

Notons qu'Orion «possède certaines caractéristiques des chimiokines de mammifères, qui constituent «une famille de cytokines chimiotactiques qui contrôlent la migration directionnelle des cellules». Les chimiokines sont particulièrement impliquées, au niveau du cerveau, «dans la communication entre les neurones et les cellules gliales».

Pour sa part, Orion «possède un motif protéique CX₃C et des motifs de liaison aux glycosaminoglycanes (GAG)» tandis que «le motif CX₃C est impliqué chez les chimiokines dans la liaison du ligand à son récepteur, qui dans le cas d'Orion reste à découvrir, et l’association avec les GAG a une grande influence sur les interactions extracellulaires de la protéine».

En fait, «les chimiokines sont apparues dans un ancêtre commun des vertébrés et bien que la chimiotaxie soit décrite chez les invertébrés, les chimiokines ne sont pas présentes chez la drosophile ni même chez les insectes». Il en résulte que «la découverte du rôle d’Orion, une 'chemokine-like' impliquée dans le dialogue entre neurones et cellules gliales au cours du remodelage neuronal représente une contribution originale dans le domaine en ouvrant de nouvelles voies de recherche pouvant conduire, entre autres, à une meilleure compréhension des dégénérescences pathologiques».

Au bout du compte, l'hypothèse avancée «est qu’Orion est le signal sécrété à partir des neurones qui déclenche l’infiltration des astrocytes dans les faisceaux axonaux des CP ainsi que l’engloutissement des débris axonaux par ces même astrocytes».