Découverte d’un nouvel acteur clé de la mémoire à long terme

Une équipe de recherche de multiples établissements dirigée par l’Université McGill a découvert que, lors de la consolidation de la mémoire, au moins deux processus distincts se déroulent dans deux réseaux cérébraux : le réseau des neurones excitateurs et celui des neurones inhibiteurs. Les neurones excitateurs interviennent dans la création d’une trace mémorielle et les neurones inhibiteurs bloquent le bruit de fond, permettant ainsi un apprentissage à long terme.

Dirigée par les P^rs Nahum Sonenberg et Arkady Khoutorsky de l’Université McGill, le P^r Jean‑Claude Lacaille de l’Université de Montréal et le P^r Kobi Rosenblum de l’Université de Haïfa, auteurs en chef, l’étude publiée récemment dans Nature a également montré que l’on pouvait manipuler chaque système neuronal de manière sélective pour agir sur la mémoire à long terme. La recherche, qui répond à une question de longue date sur les sous-types de neurones en jeu dans la consolidation de la mémoire, pourrait révéler de nouvelles cibles dans la mise au point de médicaments pour des troubles tels que la maladie d’Alzheimer et l’autisme, qui comportent une altération des processus de la mémoire.

À la recherche de neurones

Comment les souvenirs à court terme (qui ne durent que quelques heures) se transforment-ils en souvenirs à long terme (qui peuvent rester vivaces pendant des années)? On sait depuis des décennies que ce processus, appelé « consolidation de la mémoire », nécessite la synthèse de nouvelles protéines dans les cellules du cerveau. Mais jusqu'à présent, on ignorait quels sous-types de neurones étaient actifs dans ce processus.

Pour mettre au jour les réseaux neuronaux essentiels à la consolidation de la mémoire, les chercheurs ont utilisé des souris transgéniques afin de manipuler une voie moléculaire particulière, eIF2α, dans des types de neurones spécifiques. On avait déjà montré que cette voie jouait un rôle clé dans le contrôle de la formation des souvenirs à long terme et la régulation de la synthèse des protéines dans les neurones. En outre, des recherches antérieures avaient désigné eIF2α comme un élément déterminant dans les maladies neurodéveloppementales et neurodégénératives.

Réglage de la plasticité

« Nous avons découvert que la stimulation de la synthèse des protéines par eIF2α dans les neurones excitateurs de l’hippocampe était suffisante pour améliorer la formation des souvenirs et la modification des synapses, sites de communication entre les neurones », a déclaré Kobi Rosenblum.

Toutefois, il est intéressant de noter que l’équipe a « également découvert que la stimulation de la synthèse des protéines par eIF2α dans une classe spécifique de neurones inhibiteurs, les interneurones somatostatine, suffisait à augmenter la mémoire à long terme en réglant la plasticité des connexions neuronales », souligne Jean-Claude Lacaille.

« Il est fascinant de pouvoir montrer que ces nouveaux acteurs ‒ les neurones inhibiteurs ‒ jouent un rôle important dans la consolidation de la mémoire, ajoute Vijendra Sharma, associé de recherche dans le laboratoire de Nahum Sonenberg et auteur principal de l'article. On supposait jusqu’à présent que la voie eIF2α régulait la mémoire par l'intermédiaire des neurones excitateurs. »

« Ces découvertes désignent la synthèse de protéines dans les neurones inhibiteurs, et plus précisément les cellules somatostatine, comme une nouvelle cible thérapeutique dans des affections telles que la maladie d’Alzheimer et l’autisme, affirme le P^r Nahum Sonenberg. « Nous espérons qu’elles contribueront à la mise au point de traitements préventifs et postdiagnostiques indiqués dans des troubles qui comportent des déficits de mémoire », conclut-il.

L’étude

L’article « eIF2α Controls Memory Consolidation via Excitatory and Somatostatin Neurons », par Vijendra Sharma et ses collaborateurs, a été publié le dans Nature.

DOI : 10.1038/s41586-020-2805-8

L’étude a été financée par le Centre de recherches pour le développement international du Canada, la Fondation Azrieli, les Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) et la Fondation israélienne pour la science. Jean-Claude Lacaille a reçu une subvention Projet des IRSC et est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en neurophysiologie cellulaire et moléculaire.

L’Université McGill

Fondée en 1821 à Montréal, au Québec, l’Université McGill figure au premier rang des universités canadiennes offrant des programmes de médecine et de doctorat. Année après année, elle se classe parmi les meilleures universités au Canada et dans le monde. Établissement d’enseignement supérieur renommé partout dans le monde, l’Université McGill exerce ses activités de recherche dans deux campus, 11 facultés et 13 écoles professionnelles; elle compte 300 programmes d’études et au-delà de 40 000 étudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supérieurs. Elle accueille des étudiants originaires de plus de 150 pays, ses 12 800 étudiants internationaux représentant 31 % de sa population étudiante. Au-delà de la moitié des étudiants de l’Université McGill ont une langue maternelle autre que l’anglais, et environ 19 % sont francophones.