Production d’énergie dans le cerveau épileptique : au mauvais endroit au mauvais moment ?

11 mars 2021

L’étude menée par les Dr Christophe Bernard et Anton Ivanov de l’Institut de Neurosciences des Systèmes (INS – Aix-Marseille Université / Inserm), s’est intéressée à comparer la quantité d’énergie consommée par l’hippocampe, une région du cerveau importante dans l’épilepsie du lobe temporal, chez des souris saines versus des souris épileptiques. Les résultats de ce travail, publiés dans la revue PNAS, ouvrent la voie à des traitements ciblés sur une voie de production d’énergie en particulier circonscrite dans l’espace et le temps. Pour en savoir plus

Le cerveau représente 2% de la masse corporelle, mais il consomme 20% de la quantité de glucose fabriquée chaque jour à partir des aliments que nous ingérons. Le glucose sert à fabriquer une molécule appelée ATP (adénosine triphosphate) qui est la source d’énergie principale de toutes les cellules du corps, en particulier dans le cerveau. C’est ce qu’on appelle le métabolisme cérébral du glucose. Ainsi, le cerveau consomme une quantité considérable d’énergie chaque jour pour fonctionner. Presque toutes les maladies du cerveau, telles que les épilepsies, la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la dépression etc., sont associées à une baisse du métabolisme cérébral. L’imagerie cérébrale permet d’identifier les régions déficientes en énergie (hypométaboliques) du cerveau et peuvent servir d’outil diagnostic. Par ailleurs, il est possible qu’une correction du métabolisme cérébral permette un jour de traiter plus efficacement les pathologies du cerveau. L’étude de la production d’énergie dans le cerveau est complexe. Il existe deux processus principaux distincts qui permettent de fabriquer l’ATP. L’enjeu est donc d’identifier laquelle de ces deux voies est altérée. De plus, l’ensemble des fonctions du corps, et en particulier le métabolisme cérébral, est contrôlé par le cycle jour/nuit. Il est donc tout aussi important de savoir comment le métabolisme change en fonction de l’heure.

Le travail du Dr Anton Ivanov, membre de l’équipe du Dr Christophe Bernard à l’INS, lève le voile sur cette complexité dans un travail publié dans la prestigieuse revue PNAS. Les chercheurs se sont intéressés à l’hippocampe, une région du cerveau impliquée dans la mémoire et qui joue un rôle clé dans l’épilepsie du lobe temporal, la forme d’épilepsie la plus courante chez l’adulte. Ils ont étudié le métabolisme de l’hippocampe chez des souris saines et épileptiques en considérant deux périodes temporelles : le matin et l’après-midi quand la probabilité des crises est minimale et maximale, respectivement. Ils montrent que chez l’animal sain, les voies de production de l’ATP changent en fonction de l’heure et de la région de l’hippocampe considérée. Ce résultat démontre que la production d’énergie pourrait être adaptée aux fonctions à réaliser au sein d’une même région expliquant, en particulier, pourquoi nous apprenons plus facilement le matin que l’après-midi.

Les chercheurs ont montré que les règles qui régissent la production d’énergie dans l’hippocampe sain sont considérablement modifiées chez les souris épileptiques. Les différences au niveau de la fabrication de l’ATP entre l’hippocampe ventral (qui est impliqué dans la genèse des crises) et dorsal (qui n’est pas impliqué) sont encore plus marquées, de même que la différence entre le matin et l’après-midi, surtout au moment où la probabilité des crises est maximale. L’identification de ces défauts dans le métabolisme cérébral ouvre la voie à des traitements ciblés sur une voie de production de l’ATP plutôt que l’autre, dans l’espace (ventral plutôt que dorsal) et dans le temps (après-midi plutôt que matin). Il s’agit maintenant de trouver comment rétablir un fonctionnement normal du métabolisme cérébral.

Contact chercheur :
Christophe Bernard
Directeur de Recherche Inserm à l’INS
Tél. 04 91 29 98 06
Email christophe.bernard@univ-amu.fr


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