Paris, 3 août 2014

Pharmacologie : la structure d'un récepteur à la sérotonine dévoilée
La structure d'un récepteur à la sérotonine a été complétement décryptée pour la première fois grâce à la cristallographie. Cette étude, publiée en ligne dans Nature le 3 août 2014, ouvre la voie à la conception de nouveaux médicaments susceptibles de lutter contre la nausée, un des principaux effets secondaires des chimiothérapies et des anesthésies. Elle a été réalisée par une équipe de l'Institut de biologie structurale (CNRS/CEA/Université Joseph Fourier) et du laboratoire Physical chemistry of polymers and membranes (EPFL, Suisse) en collaboration avec des chercheurs des laboratoires Architecture et fonction des macromolécules biologiques (CNRS/Université Aix-Marseille), Dynamique structurale des macromolécules (CNRS/Institut Pasteur) et avec la société Théranyx.
Dans le cerveau, la communication entre les neurones est assurée notamment par des récepteurs, protéines de la membrane cellulaire, sur lesquels peuvent se lier des neurotransmetteurs. La sérotonine est l'un des neurotransmetteurs les plus connus. Elle est impliquée par exemple dans la biologie du cycle veille-sommeil, de la douleur ou de l'anxiété. Le récepteur à la sérotonine étudié fait partie de la famille des récepteurs-canaux « cys-loop », extrêmement importante au plan pharmacologique. Cette famille comprend notamment les récepteurs sur lesquels se fixe la nicotine, mais aussi les récepteurs cibles des antidépresseurs de type valium ou ceux des anesthésiques généraux.
Pour la première fois, les chercheurs ont établi la structure complète d'un récepteur à la sérotonine chez un mammifère, la souris, dont les récepteurs sont structurellement proches de ceux de l'Homme. Auparavant, les récepteurs de la famille "cys-loop" n'avaient pu être étudiés qu'à partir d'homologues présents chez certaines bactéries. Pour déterminer la structure complète du récepteur sérotoninergique, les chercheurs ont dû relever plusieurs défis, de sa production à partir de lignées cellulaires cultivées in vitro à sa purification et à sa cristallisation. Ils ont ensuite imagé la protéine par diffraction des rayons X et révélé la position et l'organisation de chacun des acides aminés qui composent sa structure.
Ce résultat permet de mieux comprendre le fonctionnement du récepteur, la manière dont il fixe la sérotonine et dont il transmet les signaux neuronaux. Il ouvre la voie à la conception de nouveaux médicaments susceptibles de lutter contre la nausée, un des principaux effets secondaires des chimiothérapies et des anesthésies. Élaborer une molécule directement à partir de la structure du récepteur permettrait de trouver rapidement un médicament capable de s'y fixer et d'y former des interactions1. Ce récepteur est également une cible potentielle pour d'autres troubles touchant le système nerveux digestif (le syndrome du côlon irritable par exemple) ou le système nerveux central (comme certains types de dépression).

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Les trois neurones moteurs sont :
        Le neurone supérieur ou central (voie  pyramidale).
        Le neurone inférieur ou périphérique (voie finale commune).
        Le neurone extrapyramidal.

Anatomie
        Le neurone inférieur ou neurone périphérique, appartient à la voie finale commune, et dont le corps de la cellule se situe dans les cornes antérieures de la moelle épinière, et dont la fibre fait partie d'un nerf périphérique. Cette fibre du neurone inférieur ou périphérique, se termine dans le muscle. Ce neurone reçoit des excitations du neurone central, et de l'arc réflexe situé à l'intérieur de la moelle épinière, ainsi que de la voie extrapyramidale. C'est la raison pour laquelle on utilise pour le caractériser, le terme de voie finale commune (ce terme a été utilisé par Sherrington). Les neurones périphériques sont regroupés, soit en petites unités motrices, qui innervent quelques fibres musculaires permettant ainsi les mouvements fins, soit en grosses unités motrices, qui innervent un plus grand nombre des fibres musculaires comme par exemple le quadriceps (muscle de la cuisse). Il est nécessaire de distinguer les fibres alpha qui innervent la masse principale des muscles, des fibres bêta, et gamma, qui ont quant à eux un fonctionnement beaucoup plus complexe en maintenant par exemple, la longueur du muscle et son tonus.
        Le neurone supérieur ou central de la voie pyramidale, dont le corps de la cellule se situe à l'intérieur de l'écorce cérébrale (pré-rolandique de la circonvolution frontale ascendante). La fibre de ce neurone, appartient à la voie pyramidale, et se termine au niveau d'une cellule de la corne antérieure de la moelle, mais du côté opposé. Les neurones moteurs permettent les actes volontaires.
        Le neurone extrapyramidal dont le noyau se trouve à l'intérieur des noyaux gris du cerveau ou dans le cervelet. Il est nécessaire de rappeler que les noyaux gris, sont des îlots de substance grise noyée dans la substance blanche, et que la réticulée est considérée comme un noyau gris. Les voies descendantes sont longues, et se terminent dans les cellules des cornes antérieures de la moelle. Le système extrapyramidal, régule le tonus musculaire, et les mouvements involontaires de l'organisme.

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Un motoneurone, ou neurone moteur, est une cellule nerveuse qui est directement connectée à un muscle et commande sa contraction. Il peut agir sur un petit ou un grand nombre de fibres musculaires, l'ensemble étant appelé une unité motrice. Les motoneurones contrôlent donc les mouvements du corps.
Il existe trois types de motoneurones : les alpha qui innervent les fibres musculaires responsables de la contraction, les gamma qui innervent les fuseaux neuromusculaires et les bêta qui innervent les deux types de fibres.
Les maladies du motoneurone (MMN) englobent les pathologies qui, comme leur nom l’indique, affectent les neurones moteurs. Elles conduisent à différents troubles comme des réflexes incontrôlables, une raideur musculaire et des troubles de l’élocution. Au fil du temps et de la détérioration des motoneurones, les symptômes progressent et peuvent induire une paralysie. La forme la plus commune de MMN est la sclérose latérale amyotrophique, plus connue sous le nom de maladie de Charcot.

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Généralités

Les trois neurones moteurs sont :
        Le neurone supérieur ou central (voie  pyramidale).
        Le neurone inférieur ou périphérique (voie finale commune).
        Le neurone extrapyramidal.

Anatomie
        Le neurone inférieur ou neurone périphérique, appartient à la voie finale commune, et dont le corps de la cellule se situe dans les cornes antérieures de la moelle épinière, et dont la fibre fait partie d'un nerf périphérique. Cette fibre du neurone inférieur ou périphérique, se termine dans le muscle. Ce neurone reçoit des excitations du neurone central, et de l'arc réflexe situé à l'intérieur de la moelle épinière, ainsi que de la voie extrapyramidale. C'est la raison pour laquelle on utilise pour le caractériser, le terme de voie finale commune (ce terme a été utilisé par Sherrington). Les neurones périphériques sont regroupés, soit en petites unités motrices, qui innervent quelques fibres musculaires permettant ainsi les mouvements fins, soit en grosses unités motrices, qui innervent un plus grand nombre des fibres musculaires comme par exemple le quadriceps (muscle de la cuisse). Il est nécessaire de distinguer les fibres alpha qui innervent la masse principale des muscles, des fibres bêta, et gamma, qui ont quant à eux un fonctionnement beaucoup plus complexe en maintenant par exemple, la longueur du muscle et son tonus.
        Le neurone supérieur ou central de la voie pyramidale, dont le corps de la cellule se situe à l'intérieur de l'écorce cérébrale (pré-rolandique de la circonvolution frontale ascendante). La fibre de ce neurone, appartient à la voie pyramidale, et se termine au niveau d'une cellule de la corne antérieure de la moelle, mais du côté opposé. Les neurones moteurs permettent les actes volontaires.
        Le neurone extrapyramidal dont le noyau se trouve à l'intérieur des noyaux gris du cerveau ou dans le cervelet. Il est nécessaire de rappeler que les noyaux gris, sont des îlots de substance grise noyée dans la substance blanche, et que la réticulée est considérée comme un noyau gris. Les voies descendantes sont longues, et se terminent dans les cellules des cornes antérieures de la moelle. Le système extrapyramidal, régule le tonus musculaire, et les mouvements involontaires de l'organisme.

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