Une équipe de chercheurs en neuroscience et en biologie cellulaire de l’université Yale (Etats-Unis) a levé une part du mystère concernant le fonctionnement des neurones soumis à un fort stress. Sa recherche, réalisée in vivo sur le ver Caenorhabditis elegans, montre que les neurones peuvent eux-mêmes stocker de l’énergie sous forme de glycogène, une macromolécule de la famille des glucides. Cette sorte de batterie de secours est « utilisée directement comme source de carburant autonome », explique le neuroscientifique Daniel Colón-Ramos, principal auteur de l’étude publiée dans PNAS.
Seconde découverte, « ce processus est essentiel pour maintenir le recyclage des vésicules synaptiques », ces petites poches situées au bout des neurones qui transportent les messages chimiques et permettent la communication cérébrale. Ces résultats fondamentaux, poursuit le chercheur, confirment que « le choix du carburant neuronal, ici le glycogène, soutient la résilience du cerveau et pourrait être exploité scientifiquement pour comprendre l’apprentissage, la mémoire et les maladies ».
L’équipe souligne avoir dû surmonter deux principaux défis pour obtenir, au bout de cinq ans, ces résultats : mesurer les transformations chimiques et biologiques à l’échelle de neurones uniques d’un animal vivant ; séparer, ensuite, à l’aide d’outils génétiques, les contributions énergétiques autonomes des neurones de celles des astrocytes, cellules gliales jusqu’alors identifiées comme leurs principales sources d’énergie.
« Fonctionnement sophistiqué »
Daniel Colón-Ramos reconnaît avoir été surpris par la direction qu’ont prise ces travaux. « Nous nous attendions à ce que le glycogène joue un rôle indirect dans les neurones. Au lieu de cela, nous avons constaté que sa dégradation est cruciale pour que le neurone puisse adapter son fonctionnement face au stress. » Autre surprise, poursuit-il, « les neurones basculent de manière flexible entre des modes dépendants ou indépendants du glycogène. Cela montre à quel point leur fonctionnement peut être sophistiqué dans l’utilisation des sources de carburant afin de préserver leur fonction ».
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