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Des neuroscientifiques de l’Université du Queensland ont découvert comment la carence en vitamine D affecte les neurones en développement dans la schizophrénie en utilisant une nouvelle technique.
Le professeur Darrell Iles s’est appuyé sur des recherches antérieures en dehors de son laboratoire du Queensland Brain Institute reliant la carence maternelle en vitamine D à des troubles du développement cérébral, tels que la schizophrénie, pour comprendre les changements fonctionnels qui se produisent dans le cerveau.
La schizophrénie est associée à de nombreux facteurs de risque développementaux, à la fois génétiques et environnementaux. Bien que les causes neurologiques exactes du trouble ne soient pas connues, ce que l’on sait, c’est que la schizophrénie est associée à un changement distinct dans la façon dont le cerveau utilise la dopamine, le neurotransmetteur souvent appelé «molécule de récompense» du cerveau.
Le professeur Ailes a étudié les mécanismes qui pourraient être liés à une sécrétion anormale de dopamine et a découvert que la carence maternelle en vitamine D affecte le développement précoce et la différenciation ultérieure des neurones dopaminergiques.
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L’équipe du Queensland Brain Institute a développé des cellules de type dopamine pour reproduire le processus de différenciation dans les neurones dopaminergiques précoces qui se produit normalement pendant le développement embryonnaire.
Ils ont transplanté des neurones en présence et en l’absence de l’hormone vitamine D active. Dans trois schémas thérapeutiques différents, il a été démontré qu’ils augmentaient de manière significative la croissance des neurites dopaminergiques. Ils ont alors montré des changements dans la distribution des protéines présynaptiques responsables de la libération de dopamine au sein de ces neurones.
« Ce que nous avons découvert, c’est que le processus de différenciation altéré en présence de vitamine D entraîne non seulement une croissance différente des cellules, mais recrute également un mécanisme pour libérer la dopamine différemment », a déclaré le professeur Iles.
À l’aide d’un nouvel outil de visualisation connu sous le nom de neurotransmetteurs pseudofluorescents, l’équipe peut ensuite analyser les changements fonctionnels dans l’absorption et la libération de dopamine présynaptique en présence et en l’absence de vitamine D.
Ils ont montré que la sécrétion de dopamine était améliorée dans les cellules cultivées en présence de l’hormone par rapport à un témoin.
« C’est une preuve définitive que la vitamine D affecte la différenciation structurelle des neurones dopaminergiques. »
Tirer parti des progrès dans le ciblage et la visualisation de molécules uniques dans les terminaisons des nerfs présynaptiques a permis au professeur Iles et à son équipe d’explorer leur croyance de longue date selon laquelle la carence maternelle en vitamine D modifie la formation précoce des circuits de dopamine.
L’équipe étudie actuellement si d’autres facteurs de risque environnementaux de la schizophrénie, tels que l’hypoxie ou l’infection maternelle, modifient de la même manière la voie de différenciation des neurones dopaminergiques.
Iles et son équipe pensent que ces changements précoces dans la différenciation et la fonction des neurones dopaminergiques peuvent être à l’origine neurodéveloppementale d’un dysfonctionnement dopaminergique plus tard chez les adultes qui développent une schizophrénie.
référence: Pertile RAN, Brigden R, Raman V, Cui X, Du Z, Eyles D. Vitamine D : un puissant régulateur de la différenciation et de la fonction des neurones dopaminergiques. J Neurochem. DOI 2023 : 10.1111/jnc.15829
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