Cette protéine pourrait-elle détenir la clé de la mémoire?
Les chercheurs ont identifié une protéine qui joue un rôle crucial dans la conservation ou la suppression des souvenirs. À l'avenir, nous pourrions être en mesure d'utiliser ces connaissances pour développer de meilleurs médicaments contre la perte de mémoire, disent-ils.
La question de la perte de mémoire incite les chercheurs à essayer de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau, comment les souvenirs sont consolidés et comment et pourquoi nous les perdons.
Comme être capable de garder nos souvenirs nous permet de maintenir un sentiment d'individualité et d'orientation dans le monde, comprendre comment prévenir la perte chronique de mémoire est une priorité absolue en neurosciences.
Récemment, une équipe de chercheurs de l'Université de Toronto à Mississauga en Ontario, au Canada - en collaboration avec des collègues des États-Unis et du Royaume-Uni - a étudié le rôle d'une protéine particulière dans la formation de la mémoire.
La chercheuse principale Iva Zovkic et son équipe ont mené leur étude sur des souris, en se concentrant spécifiquement sur une protéine nommée H2A.Z. Ce type de protéine s'appelle une histone et se lie à l'ADN, l'aidant à conserver sa structure dans les cellules.
Leurs résultats ont été publiés dans la revue Rapports de cellule.
H2A.Z et formation de la mémoire
Zovkic et son équipe ont travaillé avec des souris jeunes et âgées pour comprendre comment la protéine H2A.Z était impliquée dans la formation et la suppression de la mémoire.
Dans le cadre de leur expérience, les chercheurs ont placé les souris dans une nouvelle boîte, afin de les forcer à se familiariser avec un environnement étrange. Ensuite, pour pouvoir tester le fonctionnement de la protéine dans le contexte de la formation de la mémoire, les animaux ont été exposés à un stimulus négatif alors qu'ils étaient dans la boîte.
De cette façon, les souris ont formé une association entre le nouvel environnement et la mauvaise expérience à laquelle elles avaient été exposées. La deuxième fois que les scientifiques les ont placées dans la boîte, les souris désormais prudentes ont refusé de se déplacer et d'explorer, comme elles l'auraient normalement fait.
Une demi-heure après que les souris aient été exposées au stimulus négatif, Zovkic et ses collègues ont évalué le cerveau des animaux pour tout changement dans la façon dont H2A.Z se liait à l'ADN.
Ils ont révélé que chez les jeunes souris, l'entraînement à la peur était associé à une réduction «écrasante» des liaisons H2A.Z et ADN à 3 048 endroits sur les gènes avec lesquels les protéines se lient normalement, ainsi qu'à une augmentation des liaisons à seulement 25 endroits.
La même chose était vraie pour les souris plus âgées, qui ont connu une réduction des liaisons à 2 901 places et une augmentation à seulement 9 places à la suite d'un entraînement à la peur.
Cela, expliquent les chercheurs, signifie que l'expulsion de H2A.Z (moins de liaisons entre la protéine et l'ADN) est associée à la formation de la mémoire, permettant aux souris de se souvenir de leur expérience négative.
«Nous avons des milliers d'expériences chaque jour, mais nous ne nous souvenons que des choses qui sont d'une certaine manière importantes pour nous», note Zovkic.
«Cette expérience», poursuit-elle, «a utilisé une expérience d'apprentissage très simple pour illustrer que H2A.Z sert apparemment à supprimer la mémoire et que l'élimination de cette protéine semble […] permettre la formation de souvenirs durables.»
Une nouvelle cible thérapeutique?
Les chercheurs ont également observé que les niveaux de H2A.Z dépendaient de l’âge des animaux. Ainsi, la protéine a été trouvée à des niveaux plus élevés dans les hippocampes des souris âgées, qui est une région du cerveau fortement associée à la formation de la mémoire.
Sur la base de ces observations, Zovkic et son équipe ont déduit que plus les niveaux de H2A.Z sont élevés, plus il est probable que la formation et la rétention de la mémoire soient entravées. Par conséquent, si l'avancement en âge est corrélé à plus de liaisons H2A.Z, cela pourrait expliquer la perte de mémoire liée à l'âge.
«Identifier H2A.Z comme une protéine unique impliquée dans la mémoire et augmentant avec le vieillissement pourrait être un gros problème pour créer des thérapies génétiques ou pharmaceutiques pour le déclin cognitif et la démence liés à l'âge. H2A.Z est une cible thérapeutique relativement spécifique. »
Iva Zovkic
La prochaine étape à partir d'ici, disent les chercheurs, sera de tester leur théorie sur de très vieilles souris. Si leurs idées sont confirmées par d'autres études, les chercheurs prévoient d'aller de l'avant et d'étudier les effets de H2A.Z chez l'homme, dont le corps produit également cette protéine.
L’espoir ultime de Zovkic et de son équipe est que leurs recherches aboutiront à de meilleures thérapies pour prévenir et combattre la perte de mémoire liée à l’âge.
«Nous essayons toujours de trouver des bases moléculaires pour la mémoire, et découvrir comment les gènes liés à la mémoire sont activés et désactivés est un pas dans une direction positive», conclut Zovkic.
