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Identification
dans le cerveau d’une molécule essentielle à l’automatisme respiratoire
CNRS, INSERM
Paris, le 27 octobre 2003
Deux équipes marseillaises coordonnées par Michael Sieweke et
Gérard Hilaire -Centre d’immunologie de Marseille-Luminy (CNRS-INSERM-Université
de Méditerranée), Groupe d’étude des réseaux moteurs (CNRS-Université
de Méditerranée)- viennent de montrer que, chez la souris, l’absence
d’une molécule appelée MafB conduit à la perte de certains neurones
dans le cerveau au cours du développement embryonnaire. Cela entraîne
une forte diminution du rythme respiratoire à la naissance et
aboutit à la mort par arrêt respiratoire (apnée) du nouveau-né.
MafB semble donc jouer un rôle clé dans le contrôle central de
la respiration et dans la mise en place des neurones indispensables
à l’automatisme respiratoire. Ces travaux pourraient permettre
de mieux cerner, chez l’homme, les mécanismes des apnées du sommeil
et de syndrome de mort subite du nourrisson. Ils font l’objet
d’un article publié dans la revue Nature Neuroscience du mois
d’octobre, accessible sur internet à l’adresse http://www.nature.com/neuro/
Le réseau neuronal qui, dans le cerveau, engendre les impulsions
rythmiques à l’origine des mouvements respiratoires, suscite depuis
longtemps l’intérêt des chercheurs et savants. Déjà Aristote (384-322
av J.C.) s’interrogeait dans « De respiratione » sur le mécanisme
de la respiration. La respiration réflexe est un des processus
physiologiques essentiels à la vie chez tous les mammifères. Il
suffit de retenir quelques secondes sa respiration pour prendre
conscience de l’automatisme des mouvements des muscles qui, plus
de 14 000 fois par jour, sans que l’on ait besoin d’y penser,
font bouger notre cage thoracique et notre diaphragme et ainsi
provoquent inspiration et expiration. Or des défauts dans le contrôle
central de ces mouvements respiratoires sont à l’origine de troubles
respiratoires invalidants allant des apnées du sommeil au syndrome
de mort subite du nourrisson (MSN), principale cause de mortalité
des nouveau-nés dans les pays occidentaux.
Depuis une centaine d’années, on sait que le « centre » de commande
qui génère les impulsions rythmant ces mouvements respiratoires
automatiques se trouve dans le tronc cérébral. Récemment, des
études physiologiques ont permis de mieux cerner les zones concernées
: l’une d’elles se situe dans une région appelée le complexe préBötzinger.
Les travaux des équipes marseillaises montrent aujourd’hui que
le facteur de transcription MafB est exprimé dans ce complexe
préBötzinger et qu’il joue un rôle clé dans le développement de
certains neurones de cette région. Si l’on ne connaît pas encore
les gènes précis sur lesquels MafB agit, l’absence de la molécule
a des effets reconnus : des nouveau-nés de souris, chez lesquels
on empêche dès le début du développement embryonnaire la production
de MafB , meurent à la naissance, suite à de graves problèmes
respiratoires. Le complexe préBötzinger de ces nouveau-nés n’est
pas correctement formé : il manque un nombre important de neurones
critiques et le réseau nerveux respiratoire n’arrive pas à déclencher
les impulsions rythmiques.
Vers une meilleure connaissance de l’origine des apnées du sommeil
Les auteurs de cette étude démontrent que MafB, par l’intermédiaire
des gènes qu’il contrôle, est essentiel à la détermination de
l’identité des neurones générateurs du rythme respiratoire.
Ces résultats non seulement apportent les premiers éléments d’informations
sur la génétique d’un petit ensemble de neurones vitaux, mais
ils ouvrent aussi de nouvelles voies de recherche pour identifier
les personnes susceptibles de développer des apnées graves pendant
leur sommeil ou les enfants présentant des risques de mort subite
du nourrisson.
Les chercheurs vont maintenant essayer de déterminer quels sont
les gènes sur lesquels MafB agit durant le développement des neurones
contrôlant le rythme respiratoire. Ils vont aussi étudier si,
en l’absence de ce facteur, ces neurones ne se développent pas
ou tout simplement s’ils dégénèrent très vite. De plus, ils ont
initié des collaborations avec des équipes de recherche médicale
pour mieux cerner l’implication de MafB dans les troubles de la
respiration chez l’homme.
1 Michael Sieweke et Gérard Hilaire sont tous deux directeurs
de recherche au CNRS.
2 Un facteur de transcription est une protéine qui, dans le noyau
de la cellule, peut activer ou éteindre plusieurs gènes.
Références :
MafB deficiency causes defective respiratory rhythmogenesis and
fatal central apnea at birth Bruno Blanchi1, 6, Louise M Kelly1,
5, 6, Jean-Charles Viemari2, 6, Isabelle Lafon1, Henri Burnet2,
Michelle Bévengut2, Silke Tillmanns1, Laurent Daniel3, Thomas
Graf4, Gerard Hilaire2 & Michael H Sieweke1
1. Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy, CNRS-INSERM–Université
Mediterrané, Campus de Luminy, Case 906, 13288 Marseille Cedex
09, France.
2. Groupe d'Etude des Réseaux Moteurs, FRE CNRS 2102, 280 Boulevard
Ste-Marguerite, 13009 Marseille, France.
3. Laboratoire de Pathologie Nerveuse et Musculaire, IBDM, Faculté
de Médecine Timone, 13005 Marseille, France.
4. Albert Einstein College of Medicine, Chanin 302b, 1300 Morris
Park Avenue, Bronx, New York 10461, USA.
5. Present address: Harvard Institutes of Medicine, 77 Louis Pasteur
Avenue, Boston, Massachusetts 02115, USA.
6. These authors contributed equally to the work.
Nature Neuroscience, Octobre 2003, Volume 6 Number 10 pp 1091
– 1100
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