Dans le cerveau, les astrocytes sont des chefs d’orchestre de la peur

Après avoir utilisé le labyrinthe en croix surélevé, dont certaines zones sont difficiles à interpréter pour les souris, l’équipe a opté pour un labyrinthe à allées successives offrant une progression linéaire vers des compartiments de plus en plus aversifs. Dans ce contexte, l’activité calcique des astrocytes augmentait graduellement à mesure que les rongeurs avançaient, ce qui reflétait leur perception croissante de la menace. 

«Certaines ne sont pas allées très loin, d’autres sont restées au milieu, et d’autres sont allées jusqu’à la fin», explique Ciaran Murphy-Royal, également professeur adjoint au Département de neurosciences de l’UdeM. «Les souris les plus anxieuses atteignent le niveau d’activité maximale bien plus tôt et dès qu’elles l’atteignent, elles arrêtent d’explorer. Ces souris présentent d’ailleurs un niveau d’anxiété élevé et constant dans différents tests, ce qui correspond à ce que l’on qualifie chez l’humain d’anxiété-trait.»

L’équipe a ensuite étudié la manière dont le cerveau réagit lorsqu’un élément nouveau est introduit dans un environnement devenu familier. Résultat: les astrocytes se sont adaptés très rapidement. Après une seule exploration, le signal d’alerte disparaît dès que l’environnement est perçu comme non menaçant, ce qui suggère que les astrocytes sont rapides et dynamiques. Dans l’amygdale basolatérale, leur activité calcique liée à l’anxiété s’est révélée plus précise que celle des neurones, pourtant très actifs. 

Les chercheuses et chercheurs ont alors utilisé ce signal pour entraîner un décodeur capable de détecter si une souris se trouvait dans une zone anxiogène. Fait marquant, le signal des astrocytes s’est avéré plus performant que celui des neurones pour prédire la position des souris dans un autre labyrinthe. En manipulant directement l’activité calcique des astrocytes, l’équipe de Ciaran Murphy-Royal a montré un lien causal: lorsque le niveau de calcium était plus élevé, les souris adoptaient un comportement nettement plus anxieux.

Les astrocytes, dotés d’une grande variété de récepteurs et en raison de leur localisation près des vaisseaux sanguins et des neurones, sont sensibles à une diversité d’hormones et de neurotransmetteurs. Cette nouvelle étude montre que la noradrénaline, à la fois un neurotransmetteur et une hormone libérée après le stress, était le signal d’alarme déclenchant ces variations robustes d’activité chez les astrocytes.

«D’après nos données, il semble que le signal commence en fait ailleurs, dans le locus coeruleus», développe Mathias Guayasamin, co-premier auteur de l’étude. «Cette région libère de la noradrénaline et la projette vers l’amygdale.» Une fois le récepteur adrénergique retiré dans les astrocytes, les souris étaient ensuite plus susceptibles d’explorer l’environnement anxiogène. «Cette découverte ajoute une couche de complexité, commente Ciaran Murphy-Royal. Au lieu d’une simple communication entre les neurones, les astrocytes sont aussi recrutés par des signaux provenant d’une autre région du cerveau.»

Cette étude montre ainsi que l’activité des astrocytes code en réalité des informations pertinentes et déplace l’attention vers ces cellules lors de l’étude de l’anxiété. En prouvant que les astrocytes sont les chefs d’orchestre de l’anxiété, cela donne de l’espoir à ce domaine de recherche et pourrait aider à développer des thérapies pour des troubles tels que le trouble anxieux généralisé. 

Rédaction: Marie-Josette de Medeiros et Caroline Devillers