Quand les astrocytes augmentent l’appétit

Pour faire simple, nous grossissons quand nous mangeons plus de calories que ce que notre organisme dépense, et nous maigrissons lorsque nous avalons moins de calories que nous en utilisons. Notre comportement alimentaire, qui repose sur la faim, le rassasiement et la satiété, devrait s’adapter à notre équilibre énergétique. Mais voilà, de nombreux facteurs, environnementaux et génétiques, comme le manque d’activité physique, perturbent notre appétit et notre façon de nous alimenter. Alors les scientifiques cherchent à mieux identifier les mécanismes du comportement alimentaire afin de développer des traitements pour lutter notamment contre l’obésité. Naiyan Chen et ses collègues, du MIT, de Harvard et de Singapour, viennent de découvrir un nouvel acteur du contrôle de l’appétit : les cellules gliales, c'est-à-dire les cellules du cerveau qui ne sont pas des neurones, et en particulier les astrocytes.

Les cellules gliales – au moins aussi nombreuses que les neurones dans le système nerveux central – ont longtemps été cantonnées aux rôles de soutien et de support nourricier des neurones. Mais depuis plusieurs années, on sait qu’elles participent activement à la transmission des informations entre neurones et qu'elles seraient impliquées dans diverses fonctions et pathologies cérébrales. Pourquoi pas dans notre façon de manger ?

En effet, celle-ci est contrôlée par une structure centrale du cerveau, l’hypothalamus, qui reçoit des informations du reste de l’organisme, par exemple de l’estomac. Or on a observé chez des animaux obèses une importante activité des astrocytes dans cette région, semblable à une forme d’inflammation. Dans une partie de l’hypothalamus appelée noyau arqué, il existe deux populations de neurones. Les premiers, dits orexigènes, stimulent la prise d'aliments. Ils sont activés par la ghréline, une hormone de la faim sécrétée par l’estomac quand il est vide, et inhibés par le glucose, ainsi que par la leptine et l’insuline, des hormones de la satiété libérées respectivement par les graisses et le pancréas. À l’inverse, les seconds neurones, dits anorexigènes, qui diminuent la prise alimentaire, sont activés par le glucose, la leptine et l’insuline.

L’objectif des chercheurs était donc de moduler, chez des souris, l’activité des astrocytes dans ce noyau arqué et d’observer les conséquences sur le comportement alimentaire. Mais il fallait pour cela cibler spécifiquement les astrocytes du noyau arqué. Une prouesse technique réalisée par thérapie génique, en injectant à l’aide d’une sonde un virus modifié dans les astrocytes. Ce virus provoque l’expression d'un récepteur particulier à la surface des astrocytes, ce qui permet de les activer ou de les inhiber avec une molécule spécifique qui se fixe sur ce récepteur.

Les souris dont on active les astrocytes du noyau arqué mangent alors davantage que les souris témoins (qui n’ont pas reçu le virus ou la molécule activatrice). Cette augmentation de la prise alimentaire s’accompagne d’une activité accrue des neurones orexigènes. Et lorsque les chercheurs inhibent en parallèle ces neurones avec une autre substance, les souris ne mangent pas plus… À l'inverse, s’ils bloquent l’activité des astrocytes, les souris consomment moins de calories qu’en temps normal.

C’est la preuve que les cellules gliales interviennent dans notre comportement alimentaire en modulant l’activité des neurones. Comment ? Soit les astrocytes libèrent des messagers chimiques capables de modifier directement l’excitabilité des neurones, soit ils captent les substances chimiques que les neurones s’échangent, de sorte que l'activité de ces derniers est altérée. Les deux voies sont possibles, mais des expériences supplémentaires sont nécessaires pour trancher. En outre, les astrocytes possèdent à leur surface des récepteurs des hormones de la faim comme la ghréline. Leur activité serait donc aussi modulée par les signaux envoyés par l’organisme. Autant de nouvelles pistes de recherche pour des traitements de l’obésité et des troubles de l’alimentation.