Découverte d'un nouveau rôle du cervelet dans la régulation de la soif

Le cervelet, souvent appelé le « petit cerveau », attire l'attention des chercheurs depuis des siècles en raison de sa structure unique et de sa complexité cellulaire, l'une des plus anciennes régions du cerveau du point de vue de l'évolution. Traditionnellement, il était considéré uniquement comme un centre de contrôle moteur; cependant, des études récentes ont démontré son implication dans des fonctions non motrices telles que la cognition, les émotions, la mémoire, le fonctionnement autonome, la satiété et la fin des repas.

Dans une étude récente menée sur des souris et publiée dans Nature Neuroscience, des chercheurs des hôpitaux universitaires (UH), du Harrington Discovery Institute de l'UH et de l'université Case Western Reserve ont découvert que le cervelet contrôle également la soif, une fonction essentielle à la survie. Plus précisément, l'équipe a constaté que l'hormone asprosine se diffuse de la périphérie vers le cerveau et active les cellules de Purkinje du cervelet. Cela entraîne une envie accrue de boire de l'eau.

« L'asprosine, une hormone découverte par notre laboratoire en 2016, est connue pour stimuler l'apport alimentaire et maintenir le poids corporel en activant les neurones clés de la « faim » dans une partie du cerveau appelée hypothalamus et agit en se liant à une protéine à la surface du neurone appelée « récepteur », a déclaré le Dr Atul Chopra, auteur principal de l'étude.

Le Dr Atul Chopra est chercheur à l'UH Harrington Discovery Institute et directeur associé du Harrington Rare Disease Program, généticien médical de garde à l'UH et professeur associé de médecine, de génétique et de génomique à la Case Western Reserve University School of Medicine.

L'hormone nécessite un récepteur pour son action, et dans le cas de la capacité de l'asprosine à contrôler l'appétit et le poids corporel, ce récepteur est le Ptprd. Outre l'hypothalamus, l'équipe a découvert qu'elle est également fortement exprimée dans le cervelet, bien que la signification fonctionnelle de ce phénomène soit inconnue.

Nous pensions initialement que l'action de l'asprosine dans le cervelet coordonnait la prise alimentaire avec l'hypothalamus, ce qui s'est avéré erroné. La découverte majeure est survenue lorsqu'Ila Mishra, chercheuse postdoctorale au sein du laboratoire et aujourd'hui directrice de son propre laboratoire à l'Université du Kentucky, a découvert que des souris dont le cervelet était insensible à l'asprosine présentaient une consommation d'eau réduite. Notre objectif ultime était de mesurer la consommation alimentaire, et non la consommation d'eau, ce qui était un heureux hasard.

Ces souris ont également montré une activité réduite des cellules de Purkinje, accompagnée d'une hypodipsie (diminution de la soif). Leur consommation alimentaire, leur coordination motrice et leur apprentissage n'ont pas été affectés. En revanche, les souris dont la sensibilité hypothalamique à l'asprosine a été supprimée ont montré une consommation alimentaire réduite, sans effet sur la soif.

« Nos résultats révèlent non seulement une nouvelle fonction des cellules de Purkinje cérébelleuses dans la modulation de la soif, mais aussi leur régulation indépendante de leurs rôles bien établis dans la coordination motrice et l'apprentissage », a ajouté le Dr Chopra. « Il est fascinant qu'après un siècle ou plus de recherche neurobiologique, nous continuions à découvrir de nouvelles fonctions importantes pour des zones du cerveau que l'on croyait comprises depuis longtemps. L'importance plus large de cette découverte réside dans son potentiel pour la prise en charge des troubles de la soif tels que la polydipsie (soif excessive), l'hypodipsie et l'adipsie, pour lesquels il n'existe actuellement aucun traitement. »