Rendre un cerveau plus âgé en manipulant un seul gène

En vieillissant, notre cerveau perd sa plasticité, qui est sa capacité à s'adapter aux changements comportementaux, physiques ou environnementaux. Cela peut avoir des conséquences négatives sur le fonctionnement cognitif. Une nouvelle étude révèle toutefois que le ciblage d'un gène spécifique pourrait ramener la plasticité des cerveaux plus âgés à un état de jeunesse.
Les chercheurs ont pu rajeunir la plasticité neurale chez les souris d'âge moyen en ciblant un gène appelé Arc.

Des chercheurs des États-Unis et du Japon ont constaté que l'induction d'une surexpression d'un gène appelé Arc dans le cerveau de souris d'âge moyen rétablissait la plasticité de leur cortex visuel dans un état proche de celui d'une souris plus jeune.

"C'est excitant car cela suggère qu'en manipulant un seul gène dans le cerveau adulte, nous pouvons stimuler la plasticité du cerveau", explique l'investigateur principal Jason Shepherd, Ph.D., du Département de neurobiologie et d'anatomie de l'Université d'Utah à Salt Lake City. .

Dr. Shepherd et son équipe ont récemment publié leurs résultats dans le Actes de l'Académie nationale des sciences.

On pensait autrefois que le cerveau cesse de changer pendant l'enfance et que, dès le début de l'âge adulte, sa structure est figée. Au cours des 50 dernières années, les scientifiques ont toutefois appris que ce n’était pas le cas.

La recherche a montré que tout au long de notre vie, nos cerveaux sont malléables. Ils sont capables de s'adapter à de nouveaux comportements, à de nouvelles expériences et à l'apprentissage de nouvelles informations en modifiant les connexions existantes entre les neurones et en en créant de nouvelles. Ce processus est appelé neuroplasticité ou plasticité cérébrale.

Cependant, la plasticité cérébrale diminue avec l'âge, ce qui peut nuire à l'apprentissage et à la mémoire. Mais que se passerait-il si la plasticité dans le cerveau vieillissant pouvait retrouver une capacité plus fonctionnelle? La nouvelle étude suggère que cela pourrait être un jour possible.

Plasticité de l'arc et du cerveau

Bien que le cerveau ait la capacité de changer tout au long de la vie, des études ont montré qu'il y a des "fenêtres critiques" de plasticité au cours du développement du cerveau.

Mais quels sont les mécanismes qui régulent ces fenêtres critiques de la plasticité cérébrale? Et ces fenêtres peuvent-elles être étendues?

À la lumière de ces questions, des recherches antérieures du Dr Shepherd et de ses collègues ont montré que chez les souris dépourvues du gène Arc, le cortex visuel - la région du cerveau responsable du traitement des informations visuelles - était incapable de s'adapter à une nouvelle expérience.

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Plus précisément, l'activité électrophysiologique dans les neurones du cortex visuel de souris déficientes en arc n'a pas changé en réponse à une perte de la vue chez un ?il. Les mêmes neurones chez la souris normale avec le gène Arc, cependant, se sont adaptés à ce changement de vision.

Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont cherché à déterminer si Arc joue ou non un rôle dans l'ouverture de la fenêtre critique du cortex visuel et, dans l'affirmative, si le gène peut être manipulé pour rouvrir cette fenêtre.

"Comme il semblait que l'Arc jouait un rôle si important dans la plasticité corticale, nous avons émis l'hypothèse que son expression était importante pour contrôler la période critique", a déclaré le Dr Shepherd. Nouvelles médicales aujourd'hui. "Le rôle de l'arc dans la plasticité synaptique dans d'autres régions du cerveau, en particulier dans l'hippocampe, est bien documenté et il est également important pour le maintien de la mémoire."

Plasticité retrouvée chez les souris d'âge moyen

Pour parvenir à leurs conclusions, le Dr Shepherd et son équipe ont d'abord surveillé la plasticité du cortex visuel chez des souris d'âge moyen ayant une forte expression du gène Arc tout au long de leur vie.

Les chercheurs ont constaté que le cortex visuel de ces souris s’adaptait aux changements visuels de la même manière que leurs homologues plus jeunes, ce qui indique qu’un apport continu d’Arc pourrait prolonger la fenêtre critique de plasticité dans cette région du cerveau.

Ensuite, les chercheurs ont utilisé des virus pour administrer Arc à des souris d'âge moyen dont la fenêtre critique dans le cortex visuel était «fermée». Cela, ils ont trouvé, restauré la plasticité de leur cortex visuel à un état plus jeune; les souris d'âge moyen adaptées aux changements visuels de la même manière que les souris juvéniles.

"Nous avons été un peu surpris qu'un gène puisse avoir un effet aussi puissant, bien que nous ayons émis l'hypothèse que l'Arc serait une cible de choix pour contrôler la période critique de plasticité", a déclaré le Dr Shepherd. MNT.

Étant donné que cette étude ne portait que sur les effets de l’Arc dans le cortex visuel des souris, les chercheurs ne sont pas en mesure de dire si la manipulation de ce gène pourrait restaurer la plasticité dans d’autres régions du cerveau.

Cependant, le Dr Shepherd nous a dit que c'était quelque chose qu'ils envisageaient d'étudier dans des recherches futures.

"Au-delà de cet exemple de troubles sensoriels, si nous pouvions trouver un moyen spécifique de stimuler la plasticité chez les adultes, nous pourrions potentiellement l'utiliser pour améliorer la récupération des traumatismes cérébraux et des accidents vasculaires cérébraux. "

Jason Shepherd, Ph.D,