Une compréhension améliorée de la fonction des cellules bipolaires de la rétine
Dans le système visuel, un groupe de neurones appelés cellules bipolaires reçoivent les signaux des photorécepteurs émis par la lumière dans la rétine externe et relayent ces signaux aux cellules ganglionnaires de la rétine interne. À partir de là, les images sont projetées sous forme d’informations jusqu’au cerveau. Il y a au moins 14 types de cellules bipolaires, et la façon unique dont elles transforment les signaux des photorécepteurs permet aux circuits neuronaux de la rétine interne de former une description visuelle du monde. Puisque les chercheurs connaissent bien la structure et la fonction des cellules bipolaires, ils ont offert l’opportunité au projet switchBoard des programmes d’action Marie Skłodowska-Curie ITN-ETN de l’UE d’en savoir plus sur la manière dont les signaux entrants, émis par les photorécepteurs photosensibles, sont relayés aux cellules ganglionnaires qui forment le nerf optique. «La métaphore de “switchBoard”, qui signifie commutateur téléphonique ou standard en anglais, nous est venue en écrivant un article de synthèse sur les cellules bipolaires comme “composantes de la vision”. Mais les cellules bipolaires ne relient pas seulement les signaux entrants des photorécepteurs aux cellules ganglionnaires de la rétine, elles semblent également traiter ces signaux», explique Thomas Euler, coordinateur du projet.
La rétine comme modèle idéal
Contrairement à la plupart des systèmes cérébraux, les informations et les données sensorielles apportées par la rétine peuvent être mesurées avec une relative facilité. Les chercheurs en début de carrière bénéficiant d’une bourse Marie Skłodowska-Curie du projet switchBoard ont utilisé les rétines de différents modèles animaux pour étudier le traitement des signaux sensoriels. L’activité neuronale de la rétine a été mesurée aux niveaux du réseau et de la synapse à l’aide d’enregistrements multiélectrodes et de la microscopie par excitation à deux photons. Ces méthodes d’étude pratiques ont été complétées par des approches théoriques pour extraire et prédire les «caractéristiques générales» de la fonction des cellules bipolaires. Les chercheurs ont également été exposés à une variété de technologies de pointe supplémentaires, allant de l’immunomarquage à la microscopie électronique pour identifier les structures cellulaires et synaptiques. Une découverte fondamentale portait sur le fait que le poisson-zèbre traite les couleurs dans son espace visuel pour les faire correspondre aux scènes sous-marines naturelles, ce qui suggère que ses circuits rétiniens ont évolué pour traiter les informations visuelles importantes sur le plan comportemental. Il a également été découvert sur un modèle murin que les petits mouvements oculaires, oscillatoires et involontaires, appelés nystagmus, observés chez les patients atteints d’une héméralopie stationnaire congénitale, sont probablement causés par l’activité des circuits rétiniens internes. La localisation de l’origine de cette affection pourrait ouvrir la voie à de nouvelles thérapies.
Une meilleure compréhension des maladies rétiniennes
Tandis que les photorécepteurs se dégénèrent chez les personnes atteintes d’une déficience visuelle, et sont perdus dans le pire des cas, la majeure partie de la fonction des cellules bipolaires reste préservée. Les cellules bipolaires deviennent ainsi une cible notable pour différents traitements qui cherchent à remplacer ou à sauver la fonction des photorécepteurs. switchBoard a contribué à établir la connaissance sur la manière dont les cellules bipolaires évoluent d’un point de vue morphologique et fonctionnel, et se connectent avec les autres neurones qui sous-tendent ces thérapies. «En s’assurant que ces 15 jeunes chercheurs internationaux aient reçu une formation approfondie en neurosciences computationnelles et expérimentales, en neurotechnologie et en biomédecine, le projet a apporté sa contribution à la nouvelle génération de jeunes scientifiques spécialisés sur la rétine et a ainsi renforcé la capacité de l’UE à lutter contre ces problèmes de santé», indique M. Euler.
Mots‑clés
switchBoard, rétine, photorécepteurs, œil, visuel, cerveau, cellules bipolaires, vue, cellules ganglionnaires, neurone, nerf optique
