Une étude, dont les résultats intitulés «Control of aversion by glycine-gated GluN1/GluN3A NMDA receptors in the adult medial habenula» ont été publiés dans la revue Science, a permis de montrer le rôle physiologique d’un récepteur synaptique excitateur activé uniquement par la glycine, neurotransmetteur connu jusqu’à présent pour son rôle inhibiteur: en l'occurrence, son élimination de l’habénula médiale, une petite région cérébrale régulant l’anxiété et la peur, empêche le développement d’aversion pour des conditions environnementales nocives.

Rappelons tout d'abord que, dans le cerveau, «il existe plusieurs neurotransmetteurs, chacun reconnu par des récepteurs spécifiques»: d'une part, «les neurotransmetteurs excitateurs comme le glutamate et l’acétylcholine qui «produisent une augmentation de l’activité des cellules postsynaptiques» et, d'autre part, «les neurotransmetteurs inhibiteurs comme la glycine et l’acide γ-aminobutyrique (ou GABA)», qui «réduisent l’efficacité de la propagation des signaux électriques».

Alors qu'une «loi non écrite de la neurobiologie, valable dans la plupart des structures cérébrales, prévoit que l’effet des neurotransmetteurs inhibiteurs et excitateurs soit non échangeable», la glycine «constitue un cas très particulier» en «exception à cette 'loi'»: concrètement, la glycine, qui «est le neurotransmetteur inhibiteur le plus important dans le cerveau postérieur et dans la moelle épinière», joue aussi «un rôle majeur dans l’activation d’un des principaux groupes de récepteurs synaptiques excitateurs, les récepteurs au glutamate de type NMDA (acide N-méthyl-D-aspartique)» où, dans ce cas, elle «agit en synergie avec le glutamate».

Les récepteurs au glutamate en question «sont formés de deux groupes distincts de sous-unités, les sous-unités GluN1, qui lient la glycine, et les sous-unités GluN2, qui lient le glutamate», la liaison entre la glycine et les sous-unités GluN1 étant «une condition nécessaire, mais non suffisante, à l’activation de ces récepteurs» qui «sont ubiquitaires dans le cerveau» («leurs rôles physiologiques et leur importance dans plusieurs pathologies cérébrales ont été largement décrites»).

Par ailleurs, «depuis environ deux décennies il est connu que la glycine se lie aussi avec deux sous-unités NMDA non conventionnelles et très peu caractérisées, GluN3A et GluN3B». Alors que «la sous-unité GluN3B est exprimée principalement dans les motoneurones de la moelle épinière», l'expression de GluN3A est ubiquitaire «mais il est généralement considéré que cette sous-unité n’est exprimée que transitoirement pendant les stades préliminaires du développement».

GluN3A et GluN3B génèrent deux types de récepteurs NMDA: «d’une part des récepteurs trihétéromériques, (GluN1/GluN2/GluN3A ou GluN1/GluN2/GluN3B) qui lient le glutamate et la glycine et stabilisent la plasticité synaptique dans le cerveau juvénile» et «d’autre part, des récepteurs dihétéromériques (GluN1/GluN3A ou GluN1/GluN3B) qui ont la particularité d’être exclusivement activés par la glycine mais qui, jusqu’à ce jour, n’avaient été détectée que dans des cellules en culture, ce qui avait conduit à les considérer comme des artéfacts des systèmes d’expression».

Dans ce contexte, cette étude montre que, chez des souris adultes, «les récepteurs GluN1/GluN3A sont exprimés et fonctionnels dans l’habénula médiale, une région du cerveau antérieur qui est impliquée dans la régulation des états anxieux et de peur, ainsi que dans l’expression des symptômes physiologiques associés au sevrage de la dépendance aux drogues».

Il est, de plus, apparu «que la glycine qui active ces récepteurs n’aurait pas une origine synaptique mais proviendrait des cellules gliales qui constituent le deuxième grand groupe de cellules du cerveau». Différents tests comportementaux ont révélé «l’importance fonctionnelle de ces récepteurs»: en particulier, «des souris déficitaires pour la sous-unité GluN3A dans l’habénula médiale montrent non seulement une légère augmentation d’anxiété, mais sont surtout incapables d’associer des états émotionnels négatifs avec des conditions environnementales nocives».

Comme la pleine fonctionnalité des récepteurs GluN1/GluN3A dans l’habénula médiale «semble être essentielle pour que les souris puissent modifier leur état intérieur dans un contexte d’évènements potentiellement dangereux», ces observations ouvrent «la voie à une meilleure connaissance des mécanismes cérébraux gouvernant les capacités d’adaptation à l’environnement».