À un moment donné, tout le monde éprouve des nausées. Que cela soit causé par un dégoût lié à une nourriture ou par une maladie, la sensation de malaise et de trouble centrée autour de l'estomac est un signal que quelque chose ne va pas dans le corps et laisse généralement présager un épisode de vomissements. Des chercheurs américains de la Harvard Medical School ont maintenant identifié et caractérisé des neurones qui régulent les réponses de type nausées. Ils ont présenté leurs travaux dans la revue Neuron le 4 décembre.
La zone postrema à la loupe
Les résultats mettent en lumière la sensation de nausée et présentent de nouvelles cibles pour la conception de médicaments anti nauséeux améliorés et plus précis. “Tout le monde sait à quoi ressemble la nausée, mais elle a été largement mystérieuse au niveau moléculaire et génétique, détaille Stephen Liberles, professeur de biologie cellulaire et auteur de l’étude. En identifiant les types de neurones au cœur de ce phénomène, nous pouvons maintenant étudier son fonctionnement et concevoir de meilleures façons de le contrôler à l'avenir.”
Les chercheurs ont d’abord concentré leurs recherches sur une région du cerveau appelée la zone postrema. Située dans le tronc cérébral, la zone postrema a longtemps été associée à des vomissements et est l'une des rares parties du cerveau, en dehors de la barrière hémato-encéphalique, permettant de surveiller les produits chimiques véhiculés par le sang. “On pense que cela permet à la zone postrema de détecter des substances nocives ou des signaux de danger dans la circulation sanguine et d'agir comme une sonnette d'alarme lorsqu'elle le fait”, poursuit le chercheur. Avec ses collègues, il a construit un atlas des types de cellules, en utilisant le séquençage d'ARN à un seul noyau pour caractériser l'expression génique dans des milliers de cellules postrema de zones individuelles chez la souris.
Les neurones GLP1R
L'atlas a révélé qu'il n'y a qu'une poignée de types de neurones différents dans la zone postrema. Les neurones qui expriment GLP1R, une protéine réceptrice à la surface de la cellule que des études précédentes ont lié au contrôle de la glycémie et de l'appétit, ont intéressé les chercheurs. Pour savoir si ces neurones jouent un rôle dans les nausées, ils ont d'abord dû évaluer si les souris avaient ressenti la sensation nauséeuse. Ils l'ont obtenu en ajoutant des arômes de cerise ou de raisin à l'eau potable des animaux. Ensuite, ils ont donné aux souris une substance inoffensive ou connue pour provoquer des nausées. Si une souris ressentait un malaise, elle associerait rapidement une saveur de fruit à la sensation négative et l'éviterait, de la même manière que les humains développent des aversions alimentaires après avoir mangé quelque chose de désagréable.
Lorsque les neurones GLP1R ont été retirés expérimentalement, les souris ont cessé de développer des aversions de goût pour la plupart des substances. L'équipe a également activé expérimentalement les neurones GLP1R. Ils ont découvert que les souris avec des neurones GLP1R activés ont acquis de fortes aversions de saveur même lorsqu'elles n’ont pas été exposées à une substance induisant des nausées. “Nous avons utilisé une technique pour activer ces neurones, les incitant essentiellement à penser qu'il y avait une toxine présente, poursuit Chuchu Zhang, chercheur en biologie cellulaire et auteur de l’étude. Cela a conduit à un évitement de saveur conditionnée, ce qui était une preuve solide d'un lien entre ces neurones et la réponse nauséeuse.”
Améliorer les traitements
Des analyses supplémentaires ont révélé que les neurones GLP1R se connectent à de nombreuses autres régions du cerveau, dont une appelée le noyau parabrachial, qui a été reconnu comme une plaque tournante de la douleur et de l'aversion. “C'est peut-être ainsi que les neurones postrema de zone aident à induire des souvenirs conditionnés d'aversion aux saveurs”, estime Chuchu Zhang. L'équipe a également découvert que les neurones GLP1R expriment de nombreux autres récepteurs de surface cellulaire, tels que le récepteur GFRAL. La suppression de ce sous-ensemble de neurones a amené les souris à cesser de développer des aversions de goût pour le chlorure de lithium et le lipopolysaccharide uniquement. “Cela indique une ‘division du travail’ entre les neurones postrema de la zone, avec différents types de neurones responsables de la détection et de l'alarme pour différentes substances”, ont conclu les chercheurs.
“La nausée est une sensation très désagréable et les médicaments antinauséeux actuels ne sont pas parfaits, avance Chuchu Zhang. De nombreuses personnes ont encore des nausées pendant le traitement du cancer, la grossesse et plus encore, et une meilleure compréhension et un meilleur traitement des nausées est donc un besoin clinique très important.” De nombreuses questions sur ces neurones et leur rôle dans les nausées demeurent, notent les auteurs. Par exemple, on ne sait toujours pas à quels signaux dans la zone sanguine les neurones postréma répondent. Leur modèle de travail actuel est que les toxines ou les médicaments endommagent le corps, déclenchant la libération de produits chimiques dans la circulation sanguine, que les récepteurs détectent sur la zone des neurones postréma. “Nous avons encore beaucoup à faire pour comprendre comment la sensation de nausée se produit aux niveaux moléculaire, neural et cellulaire, a conclu Stephen Liberles. Il existe de nombreuses questions de nouvelle génération rendues possibles par ces résultats.”