Les scientifiques ont pour la première fois révélé la structure entourant d’importants récepteurs de l’hippocampe cérébral, siège de la mémoire et de l’apprentissage.
L’étude, réalisée à l’Oregon Health & Science University, est publiée aujourd’hui dans la revue Nature.
La nouvelle étude se concentre sur l’organisation et la fonction des récepteurs du glutamate, un type de récepteur de neurotransmetteur impliqué dans la détection de signaux entre les cellules nerveuses dans la région de l’hippocampe du cerveau. L’étude révèle la structure moléculaire de trois complexes majeurs de récepteurs du glutamate dans l’hippocampe.
Les résultats peuvent être immédiatement utiles dans le développement de médicaments pour des conditions telles que l’épilepsie, a déclaré l’auteur principal Eric Gouaux, Ph.D., chercheur principal à l’OHSU Vollum Institute, Jennifer et Bernard Lacroute doté d’une chaire de recherche en neurosciences et chercheur avec le Howard Hughes Institut médical.
« L’épilepsie ou les troubles épileptiques peuvent avoir de nombreuses causes », a-t-il déclaré. « Si l’on connaît la cause sous-jacente de l’activité épileptique d’une personne en particulier, alors vous pourrez peut-être développer de petites molécules pour moduler cette activité. »
Travaillant avec un modèle murin, les chercheurs de l’OHSU ont fait la percée en développant un réactif chimique à base d’anticorps monoclonaux pour isoler le récepteur et le complexe de sous-unités qui l’entourent. Ils ont ensuite imagé l’assemblage à l’aide de la microscopie cryoélectronique de pointe au Pacific Northwest Cryo-EM Center, situé sur le campus South Waterfront de l’OHSU à Portland.
Gouaux prévoit que la technique transformera la biologie structurale.
« Cela ouvre vraiment la porte pour cibler spécifiquement les molécules qui doivent être ciblées afin de traiter une condition particulière », a-t-il déclaré. « Une grande partie du développement de médicaments est basée sur la structure, où vous voyez à quoi ressemble la serrure et ensuite vous développez une clé. Si vous ne savez pas à quoi ressemble la serrure, alors il est beaucoup plus difficile de développer une clé. »
Auparavant, les scientifiques devaient s’appuyer sur l’imitation des récepteurs réels en fabriquant artificiellement des récepteurs en combinant des segments d’ADN dans la culture tissulaire. Cependant, cette technique présente des lacunes évidentes.
« Cela ne fonctionne pas parfaitement parce que les vrais récepteurs sont entourés d’une constellation de sous-unités supplémentaires, parfois inconnues auparavant », a déclaré Gouaux.
Les nouveaux réactifs d’anticorps monoclonaux, également développés à l’OHSU, ont permis aux scientifiques d’isoler les récepteurs réels du glutamate du tissu cérébral des souris. Ils ont ensuite pu imager ces échantillons dans des détails quasi atomiques à l’aide de la cryo-EM, ce qui leur a permis de capturer l’ensemble de l’assemblage de trois types de récepteurs de glutamate avec leurs sous-unités auxiliaires.
« Auparavant, il était impossible de faire cela parce que nous n’avions aucun bon moyen d’isoler les molécules et aucun moyen de voir à quoi elles ressemblaient », a déclaré Gouaux. « C’est donc un développement super excitant. »