Une étude menée par Virginia Tech indique que la fréquence de décharge basale des cellules de Purkinje cérébelleuses ne permet pas de prédire de manière fiable l'activité des neurones des noyaux cérébelleux profonds dans plusieurs modèles murins utilisés pour étudier les troubles du mouvement, ce qui remet en question une hypothèse courante dans la recherche sur le cervelet.
Une étude du Fralin Biomedical Research Institute at VTC de Virginia Tech incite les chercheurs à reconsidérer un raccourci largement utilisé dans la recherche sur le cervelet : utiliser les signaux des cellules de Purkinje comme substitut pour comprendre ce qui se passe au niveau des neurones de sortie du cervelet.
Publiés dans The Journal of Physiology, les travaux ont révélé que l'activité des cellules de Purkinje ne permettait pas de prédire de manière fiable l'activité des neurones des noyaux cérébelleux profonds, malgré le lien anatomique direct par lequel les cellules de Purkinje inhibent les cellules des noyaux.
"Nous constatons qu'il n'existe pas de relation linéaire claire entre l'activité des cellules de Purkinje et celle des cellules des noyaux profonds. Il y a donc un pouvoir prédictif très limité à surveiller l'un pour comprendre ce qui se passe dans l'autre", a déclaré Meike van der Heijden, professeure adjointe au Fralin Biomedical Research Institute at VTC.
La première auteure de l'étude, Alyssa Lyon — doctorante au sein du programme d'études supérieures en biologie translationnelle, médecine et santé de Virginia Tech — a souligné l'importance de ces résultats, car l'activité des cellules de Purkinje et celle des noyaux profonds peuvent toutes deux être perturbées dans des états pathologiques.
"L'activité des cellules de Purkinje et des noyaux cérébelleux profonds est perturbée dans un état pathologique, et une meilleure compréhension de la relation entre ces types de neurones aidera finalement à optimiser les traitements pour des maladies telles que la dystonie, l'ataxie et le tremblement", a précisé Mme Lyon.
L'une des raisons pour lesquelles les cellules de Purkinje ont été étudiées plus largement est d'ordre pratique : elles se trouvent dans le cortex cérébelleux, plus près de la surface du cerveau, ce qui les rend plus faciles à mesurer que les neurones des noyaux profonds, situés plus en profondeur.
Pour vérifier si l'activité des cellules de Purkinje peut servir d'indicateur fiable, l'équipe a analysé des enregistrements électrophysiologiques issus de modèles précliniques (souris) de maladies cérébelleuses et n'a trouvé aucune corrélation significative entre les deux populations cellulaires.
"Nous suggérons que si vous voulez savoir comment le cervelet se comporte dans un état pathologique, vous devez examiner les neurones des noyaux profonds, et pas seulement les cellules de Purkinje", a déclaré Mme van der Heijden.
Van der Heijden a également appelé à la prudence en supposant que les traitements visant à modifier l'activité des cellules de Purkinje se traduiront de manière prévisible par des changements dans l'activité des noyaux profonds.
"C'est une mise en garde pour la compréhension de l'activité cérébelleuse dans la maladie, mais aussi pour le traitement de ces maladies complexes", a-t-elle ajouté. "Nous devons être très prudents dans nos hypothèses et procéder réellement à des expériences pour tester nos théories."
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