• Neurologie: un nouveau glutamate 'cagé', dont les propriétés sont compatibles avec une utilisation dans des expériences de comportement chez la souris, a été développé! ____¤202003

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Optofluidic control of rodent learning using cloaked caged glutamate» ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de développer un nouveau glutamate 'cagé' dont les propriétés biologiques et photochimiques sont compatibles, pour la première fois, avec une utilisation chez la souris dans des expériences de comportement.

     

    Relevons tout d'abord que «le glutamate est le principal neurotransmetteur du cerveau chez les mammifères»: ainsi, «ses récepteurs sont largement répandus dans le système nerveux central, et sont à la base de l’apprentissage et de la mémoire».

     

    Pour leur part, «les glutamates 'cagés' sont des composés photosensibles qui ont eu un impact majeur en neuroscience». Concrètement, «dans le noir, la cage retient le glutamate et l’empêche de se lier à ses récepteurs», mais, en réponse à une illumination violette, «la cage libère le glutamate et rend le composé biologiquement actif».

     

    Comme «la lumière offre une précision spatiale et temporelle inégalée, permettant de mimer les signaux naturellement produits par les neurones au niveau des synapses», les glutamates cagés «permettent notamment de potentialiser les synapses avec la lumière, une étape cellulaire considérée comme essentielle dans l’apprentissage et la mémoire».

     

    Cependant, jusqu'ici les glutamates cagés développés avaient «un inconvénient majeur qui a empêché leur utilisation in vivo : ils bloquent certains récepteurs membranaires (les 'récepteurs GABA'), provoquant des crises d’épilepsie chez l’animal».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée a «développé un nouveau glutamate cagé qui est protégé par une 'cape d’invisibilité'» qui «ne modifie pas les propriétés photochimiques de la cage, mais confère au glutamate cagé deux propriétés cruciales pour son utilisation in vivo: i) elle augmente la solubilité dans l’eau, et surtout ii) elle élimine les effets indésirables sur les récepteurs GABA». Autrement dit, «la cape rend le glutamate cagé complètement invisible».

     

    En outre, «une méthode permettant de délivrer localement dans le cerveau de souris le nouveau glutamate cagé» a été mise en œuvre, «la lumière violette libérant 'sur commande' le neurotransmetteur». Une «région du cerveau, l’aire tegmentale ventrale, qui est impliquée dans l’apprentissage par renforcement» a été sélectionnée.

     

    Il est ainsi apparu, «en utilisant un test de préférence de place conditionnée, que l’animal apprenait à retourner dans le compartiment d’une arène ou il avait reçu préalablement le composé cagé plus la lumière violette». De ce fait, «la libération, par la lumière, de glutamate dans l’aire tegmentale ventrale» favorise l'apprentissage.

     

    Au bout du compte, cette étude, qui «représente la première utilisation d’un composé cagé chez une souris dans des expériences de comportement», constitue «une étape importante pour le développement de méthodes permettant de contrôler in vivo la physiologie neuronale avec la lumière».

     

     


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