Pour l’heure c’est notre horloge interne qui nous contrôle. Pourra-t-on un jour la contrôler ? (Ph. epSos.de via Flickr BY CC 2.0)
Pouvoir remettre son horloge interne en phase avec le jour et la nuit après un long voyage en avion, une insomnie ou une période de travail de nuit, cela ferait le plus grand bien à l’humanité. Or une équipe canadienne a identifié un mécanisme biologique relativement simple de remise à zéro de cette horloge qui pourrait déboucher sur un traitement efficace des troubles du sommeil liés aux ratés de notre biorythme.
Ce sont d’abord les souris qui devrait se réjouir puisque l’étude porte sur elles : l’équipe dirigée par des chercheurs des université de McGill et de Concordia à Montréal (Canada) ont découvert sur ces cobayes ce qui ressemble à un « bouton de réinitialisation » de leur rythme circadien (ou rythme sommeil-veille). Mais les ressemblances de ce modèle animal avec nous autorise déjà les scientifiques à imaginer l’application de cette découverte aux humains.
L’alternance sommeil-veille dépend d’une mécanique fine impliquant de nombreuses étapes
De fait, qu’on soit rongeur ou sapiens, on possède tous une horloge biologique reposant sur des gènes spécifiques qui peuvent s’activer (ou s’exprimer) en fonction de la lumière perçue par l’œil : ils synthétisent alors des protéines de période (PER) qui remettent l’horloge en accord avec la luminosité perçue (sorte de réinitialisation), un phénomène microscopique qui se déroule dans les cellules de structures cérébrales particulières, comme les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus, supposées être le siège de l’horloge.
Certes, les choses ne sont jamais simples en biologie : l’activation de gènes de la synthèse de protéines PER découle d’une chaîne de réactions biochimiques sur des protéines intermédiaires impliquant également l’activation de gènes précurseurs, de brins d’ARN messager, etc. – le mécanisme global depuis les influx du nerf optique jusqu’à la réinitialisation de l’horloge n’étant pas encore pleinement clarifié. Mais cela n’a pas empêché les chercheurs de découvrir comment provoquer cette réinitialisation en agissant sur une étape particulière de ce mécanisme.
Des souris mutantes incapables de s’adapter à un changement de rythme des jours et des nuits
Ils ont d’abord identifié un des intermédiaires impliqués de la remise à zéro qui advient naturellement chez les souris et les hommes : une réaction chimique entre une protéine nommée eIF4E et un phosphate, c’est-à-dire un composé comportant un groupement d’atomes de phosphore (P), d’oxygène (O) et d’hydrogène (H). De fait, quand la protéine et le phosphate se combinent (phosphorylation), l’horloge est réinitialisée.
Pour en arriver là, les chercheurs ont fait muter chez des souris le gène responsable de la synthèse de l’eIF4E de sorte que celle-ci ne puisse pas se combiner avec le phosphate, puis ont observé le comportement de ces rongeurs en altérant artificiellement leur cycle jour-nuit (10,5 heures de lumière et 10,5 heures d’obscurité). Résultat : alors que des souris non manipulées parvenaient à adapter leur rythme circadien, les souris mutantes maintenaient leur horloge sur la fréquence 12 heures – 12 heures, de manière totalement inadaptée.
A la clé, des traitement contre certains troubles du sommeil
Conclusion : la phosphorylation de la protéine eIF4E enclenche la réinitialisation de l’horloge interne. A la clé : la mise au point de substances pharmaceutiques à base de phosphates forçant la réinitialisation du rythme circadien pour traiter les troubles du sommeil et autres perturbations liées au décalage horaire, au travail de nuit, à certaines dépression voire à certaines formes d’autisme.
Román Ikonicoff
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