Comment la myéline est-elle fabriquée ?
La myéline est la gaine lipidique protectrice enroulée autour d’un nerf. Elle fonctionne comme un isolant, un peu comme le revêtement protecteur d’un fil, accélérant la transmission électrique des signaux le long d’un neurone. La myéline joue également un rôle dans le maintien de la santé des neurones. La fonction de la myéline est déréglée dans de nombreux troubles neurologiques, dont la sclérose en plaques.
Les oligodendrocytes sont les cellules productrices de myéline du système nerveux central. La gaine de myéline qui entoure un neurone fait partie de la membrane plasmique d’un oligodendrocyte, et un seul oligodendrocyte peut myéliniser jusqu’à 50 neurones. Pendant la myélinisation, un oligodendrocyte étire des tubes de membrane à la recherche d’un neurone. Lorsqu’il en trouve un, il envoie les matériaux de construction nécessaires dans les tubes et, toujours à distance, assemble une feuille de myéline autour du neurone : la composition, le nombre d’enroulements et la couverture totale ont tous leur importance. Un neurone myélinisé qui perd son revêtement ne peut pas transmettre correctement les signaux électriques, ce qui entraîne une perte de contrôle musculaire et d’autres problèmes neurologiques.
La gaine de myéline est principalement constituée de lipides, dont les sphingolipides, qui sont essentiels à la structure et à la fonction de la myéline. L’enzyme sérine palymitoyltransférase, ou SPT, produit le squelette de tous les sphingolipides, et la protéine ORMDL liée à la membrane surveille les niveaux de sphingolipides et régule l’activité de la SPT. L’activité d’ORMDL doit être précise : Une production trop faible de sphingolipides entrave la myélinisation, et une production trop importante peut être toxique.
Binks Wattenberg, professeur de biochimie et de biologie moléculaire à la Virginia Commonwealth University, étudie la biogenèse des membranes et se concentre désormais sur la biogenèse des lipides. « Je suis très curieux de savoir comment la cellule sait quand elle doit fabriquer du sphingolipide et quand elle doit s’arrêter », a déclaré Wattenberg. « Je pense que l’ORMDL pourrait être la clé pour répondre à cette question ».
La voisine de laboratoire de Wattenberg, Carmen Sato-Bigbee, professeur dans le même département, étudie la myélinisation, en se concentrant sur les oligodendrocytes. Toutes deux ont uni leurs forces pour étudier le rôle de la biosynthèse des sphingolipides dans la myélinisation du cerveau en développement. Ils rapportent leurs récents résultats dans le Journal of Lipid Research.
Pour découvrir la dynamique du contenu et de la synthèse des sphingolipides pendant la myélinisation, l’équipe de Wattenberg et Sato-Bigbee a travaillé avec des cerveaux de rats nouveau-nés, car le pic de myélinisation se produit directement après la naissance. Seule une cellule sur cinq dans le cerveau est un oligodendrocyte, l’équipe a donc isolé ces cellules productrices de myéline pour leurs expériences.
Les chercheurs ont constaté qu’une grande partie des sphingolipides présents dans les oligodendrocytes pendant la myélinisation ont un squelette atypiquement long – une chaîne de 18 carbones au lieu d’une chaîne de 16 carbones. « Le squelette à 18 chaînes carbonées indique un changement dans la composition des lipides pendant la myélinisation, ce qui pourrait expliquer les propriétés isolantes de la myéline », a déclaré M. Wattenberg. « Dans des travaux futurs, nous voulons examiner le rôle de chaque type de sphingolipide dans la myélinisation. »
L’étude a également révélé que l’activité SPT augmente pendant les premiers jours de la myélinisation, puis commence à diminuer. L’activité ORMDL n’est pas mesurable, mais l’équipe a déduit que l’expression de l’isoforme ORMDL varie dans le temps. Ces résultats ouvrent la voie à de futures expériences.
« Le contrôle de la biosynthèse des sphingolipides est essentiel à la myélinisation, et comprendre le fonctionnement de ce processus nous permettra de le modifier dans de futurs traitements », a déclaré Wattenberg. « Notre objectif idéal est de comprendre la biosynthèse des sphingolipides si bien que nous pourrons reprogrammer les oligodendrocytes et inverser la démyélinisation dans les maladies dégénératives de la myéline comme la SEP. »