Un nouveau niveau de régulation de la communication entre les neurones et les autres cellules découvert

Des chercheurs du Baylor College of Medicine ont découvert un nouveau niveau de régulation de la communication entre les neurones et les autres cellules. Le métabolite alpha-cétoglutarate, un produit du métabolisme des mitochondries, les générateurs d'énergie de la cellule, joue un rôle inattendu dans la régulation de la neurotransmission reliant la dysfonction mitochondriale et les troubles neuronaux, comme le révèle l'étude parue dans la revue Cell Reports.
  
Selon les chercheurs, le cycle de Kreb ou le cycle de l'acide tricarboxylique, qui se déroule dans les mitochondries, est la voie fondamentale qui génère l'énergie cellulaire et, récemment, des mutations dans les gènes qui produisent des métabolites clés été impliqués dans la neurodégénérescence et le cancer. Selon ces derniers, des études menées en laboratoire ont identifié de nombreuses mutations dans les gènes codant pour les protéines mitochondriales, dont une mutation du gène isocitrate déshydrogénase 3a (idh3a) dont la protéine est une enzyme tricarboxylique qui produit de l'alpha-cétoglutarate. 

Les chercheurs ont révélé que bien que la perte d'idh3a chez les mouches des fruits perturbait les structures mitochondriales et réduisait les niveaux d'alpha-cétoglutarate, la capacité des mitochondries à produire de l'énergie restait inchangée pendant une période prolongée. Or, ces derniers ont été surpris de voir que la perte d'idh3a des jonctions neuromusculaires de la mouche des fruits perturbait la communication entre les neurones. Les synapses sont des points de contact où un neurone communique avec un autre par la libération de vésicules synaptiques, de minuscules sacs remplis de produits chimiques connus sous le nom de neurotransmetteurs. 

Selon les chercheurs, la perte d'idh3a a sévèrement réduit la libération de neurotransmetteurs perturbant la neurotransmission. Ils auraient cependant constaté que les défauts morphologiques et de neurotransmission observés aux synapses des mutants idh3a étaient remarquablement similaires à ceux observés chez les mutants synaptotagmin 1 (syt1) caractérisé en laboratoire il y a 25 ans, en tant que capteur de calcium synaptique et facilitateur de la neurotransmission rapide.

La découverte inattendue que les mutants idh3a et syt1 soient également défectueux dans la neurotransmission a incité les chercheurs à explorer la possibilité que les fonctions de ces deux gènes soient connectées. Le rôle de l'alpha-cétoglutarate au niveau des synapses aurait-il contribué à faciliter la fonction synaptotagmin 1 dans la fusion des vésicules et la libération de neurotransmetteurs? Une série de tests en laboratoire aurait confirmé l'hypothèse lancée par les chercheurs en l'absence d'alpha-cétoglutarate, le processus de fusion entre les vésicules synaptiques était inefficace et lent.