Pourquoi le rat-taupe nu africain ne ressent-il pas de douleur avec l'acide?

Une nouvelle étude a découvert pourquoi le rat-taupe nu (Heterocephalus glaber) africain ne ressent aucune douleur lorsqu'il est exposé à l'acide. Le rat-taupe nu africain est l'un des mammifères les plus inhabituels au monde. Ils vivent en grands groupes sous terre dans des terriers étroits et sombres où les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) sont extrêmement élevés. Le CO2 est converti en acide dans les tissus corporels, ce qui stimule en permanence les récepteurs de la douleur.
Toutefois, les chercheurs du Centre de médecine moléculaire Max Delbrück (MDC) de Berlin-Buch ont découvert que les capteurs de douleur des rats-taupes nus africains étaient inactivés mais acides, ce qui les rend insensibles à ce type de douleur. Selon le Dr Ewan St. John Smith et le professeur Gary Lewin, l'adaptation des animaux à leur environnement extrême au cours de l'évolution est la raison de cette insensibilité à la douleur.
Le canal ionique de sodium Nav1.7 est essentiel pour transférer la stimulation douloureuse au cerveau. Le canal active une impulsion nerveuse (potentiel d'action) dans les cellules nerveuses sensorielles des récepteurs de la douleur. Ces cellules qui se trouvent dans la peau transmettent des signaux de douleur au cerveau. Les dentistes utilisent déjà des bloqueurs des canaux ioniques de sodium sous forme d'anesthésiques locaux, mais ces bloqueurs ciblent tous les canaux ioniques de sodium, et pas seulement Nav1.7. Les personnes ayant des canaux ioniques Nav1.7 endommagés suite à une mutation génétique ne ressentent aucune douleur, bien que cela soit dangereux car les infections et les blessures mineures peuvent passer inaperçues, ce qui peut souvent avoir de graves conséquences.
Pour le rat-taupe nu africain, cette insensibilité à la douleur vis-à-vis de l'acide est clairement un avantage en termes de survie, car aucun autre mammifère ne peut résister aux niveaux élevés de CO2. En général, des niveaux élevés de CO2 et d'acide provoquent des brûlures douloureuses et activent l'inflammation chez tous les mammifères, y compris les humains. Des concentrations élevées d'acide peuvent être trouvées dans les tissus d'individus souffrant de maladies articulaires inflammatoires, telles que les rhumatismes. Dans les tissus, ces niveaux d'acide élevés déclenchent les récepteurs de la douleur.
Une étude antérieure du professeur Lewin a révélé que, bien que les rats-taupes nus africains soient insensibles aux douleurs induites par les acides, ils sont tout aussi sensibles à la chaleur et à la pression que les souris. Dans la revue américaine Science, le Dr St. John Smith et le professeur Lewin révèlent que, comme d’autres mammifères, dont les humains et les souris, les rats-taupes nus africains possèdent également le canal ionique Nav1.7. Pour ce faire, l'équipe a examiné la fonction du canal ionique Nav1.7 dans les nerfs sensoriels africains chez le rat-taupe et la souris afin de déterminer si la fonction de Nav1.7 différait entre les deux mammifères.
Dans la présente enquête, l'équipe a constaté que la forme et la structure du canal ionique des rats-taupes nus africains différaient de celles du canal ionique Nav1.7 de la souris ou de l'homme. Les canaux ioniques sont des protéines composées d'acides aminés, dont le modèle est codé par les gènes. Chez le rat-taupe nu, il y a trois acides aminés dans le canal ionique Nav1.7 qui diffèrent de ceux de tous les autres mammifères. Ces trois sous-unités protéiques modifiées chez le rat-taupe nu provoquent une dégradation ou un blocage extrême du canal ionique Nav1.7 par un acide. Bien que ce phénomène puisse être observé dans le canal ionique Nav1.7 des humains et des souris, il est si faible que la transmission des signaux douloureux est à peine perturbée.
Cependant, chez le rat-taupe nu africain, ce canal ionique altéré est suffisant pour bloquer la transmission du signal. Selon l’équipe, la cause de cette altération du canal ionique Nav1.7 est due à l’adaptation du mammifère au cours de son évolution aux niveaux élevés de dioxyde de carbone dans son habitat, ce qui les rend insensibles à ce type de douleur. C'est également pour cette raison que les cellules nerveuses de ces mammifères, autres canaux ioniques, sont activées par une stimulation acide qui déclencherait généralement des capteurs de douleur.
Les chercheurs ont également décodé la structure du gène du canal ionique Nav1.7 chez plusieurs autres mammifères, tels que le microbot au repos (Myotis lucifigus), une chauve-souris vivant dans un environnement similaire et présentant une variante génétique comparable. Comme le rat-taupe nu, le mégabat (Pteropus vampyrus), perché dans les arbres, vit en grands groupes, bien qu'il ne soit exposé à aucune pression de dioxyde de carbone. Les chercheurs expliquent que cela indique que des espèces non apparentées vivant dans des conditions environnementales similaires développent des caractéristiques similaires au cours de l'évolution. Cela signifie que pour le rat-taupe nu, et peut-être la microbatine, le dioxyde de carbone et l'acide ne peuvent pas activer la douleur.
Importance pour les personnes atteintes de maladies inflammatoires?
L'industrie pharmaceutique travaille actuellement au développement de petites molécules qui obstrueront ce canal ionique chez les personnes souffrant d'une maladie inflammatoire, dont le canal ionique est activé en permanence. Les résultats du laboratoire du professeur Lewin pourraient aider les chercheurs à développer de petites molécules qui bloquent spécifiquement ce canal ionique altéré.
Écrit par Grace Rattue

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