Dans le cerveau, un récepteur régule les réactions du stress différemment selon qu’il s’agit de souris mâles ou de femelles

On sait que le stress canalise certaines ressources de notre corps dont l’activité n’est pas toujours nécessaire afin qu’elles assurent des fonctions indispensables à notre santé. Ceci fait que le stress altère l’échange de substances indispensables à la vie de tous les jours. Des chercheurs de l’Institut Weizmann des Sciences ont mené une recherche à ce sujet en étudiant un récepteur qui se trouve dans le cerveau des souris, et ils sont arrivés à une conclusion surprenante au point que leurs résultats, récemment publiés dans la revue Cell Metabolism, pourraient permettre d’améliorer à l’avenir le développement de médicaments destinés au traitement de problèmes liés au stress, et aussi à des troubles alimentaires.

La docteure Yael Kuperman a entrepris cette étude à l’époque où elle préparait sa recherche doctorale dans le laboratoire du professeur Alon Chen, du département de Neurobiologie. La docteure Kuperman, qui participe actuellement aux travaux du département de Ressources vétérinaires, travaille en collaboration avec le professeur Alon Chen et la doctorante Meira Weiss, et ensemble ils ont étudié l’hypothalamus, un endroit du cerveau ayant un certain nombre de fonctions, parmi lesquelles aider le corps à s’adapter à des situations de stress, contrôler la faim et la satiété, et réguler le taux de glucose dans le sang et la production d’énergie.

Lorsqu’une personne est confrontée au stress, les cellules se trouvant dans l’hypothalamus intensifient la production d’un récepteur – le CRFR1. On savait déjà que ce récepteur contribue à une activation rapide du système nerveux sympathique en réponse au stress, par exemple en augmentant la fréquence cardiaque. Mais du fait que cette région du cerveau régule aussi l’échange des matières dans le corps, le groupe a eu l’idée que le récepteur CRFR1 pourrait, lui aussi, jouer un rôle.

Le professeur Chen et son groupe ont caractérisé les cellules dans une certaine zone de l’hypothalamus, et ils ont trouvé que le récepteur s’exprime dans la moitié environ de celles qui éveillent l’appétit et répriment la consommation d’énergie. Ces cellules agissent sur l’une des deux populations essentielles de l’hypothalamus, alors que d’autres cellules font progresser la satiété et la combustion d’énergie. La docteure Kuperman dit que « cela a vraiment été une surprise car, intuitivement, nous nous attendions à ce que le récepteur s’exprime dans les cellules qui suppriment la faim. »

Pour continuer les travaux, les chercheurs ont éliminé le récepteur CRFR1 chez des souris de laboratoire, uniquement dans les cellules de l’hypothalamus qui encouragent l’appétit, et ils ont ensuite observé comment ceci affecte leurs fonctions corporelles. Au début, ils n’ont vu aucun changement notable, ce qui confirmait le fait que ce récepteur était réservé aux situations de stress, mais lorsqu’ils ont exposé les souris au stress – au froid ou à la faim – ils ont eu une autre surprise.

Lorsqu’il est exposé au froid, le système nerveux sympathique active un type de graisse particulier qu’on appelle ‘tissu adipeux brun’, qui produit la chaleur nécessaire pour maintenir la température interne du corps. Lorsqu’on a enlevé le récepteur, la température du corps est tombée brutalement – mais seulement chez les souris femelles. Même après cela, leurs températures ont eu du mal à se stabiliser, alors que les souris mâles n’ont montré pratiquement aucun changement.

Jeûner a produit une réaction, elle aussi brutale, chez les souris femelles. En général, lorsque la nourriture est insuffisante, le cerveau envoie un message au foie, lui signifiant de produire du glucose tout en en conservant une quantité minime dans le sang. Mais lorsqu’on a supprimé la nourriture des souris femelles auxquelles manquait le récepteur CRFR1, la quantité de glucose produite par leur foie a notablement diminué. A l’inverse, chez les souris mâles affamées manquant de CRFR1, comme lorsqu’elles sont exposées au froid, l’échange de matières dans le corps a à peine été perturbé.

La docteure Kuperman s’est exprimée ainsi : « Nous avons découvert que le récepteur a un effet inhibitoire sur les cellules, et c’est justement ce qui active le système nerveux sympathique. »

Ces découvertes montrent, entre autres, que le corps des mâles et celui des femelles peuvent présenter des différences notables dans la manière selon laquelle se fait l’échange de matériaux quand le corps est en état de stress – ce qui montre exactement comment ce récepteur agit, et comment il contribue à la réaction du stress. Effectivement, le fait que le récepteur supprime la faim chez les femelles pourrait permettre d’expliquer pourquoi les femmes ont plus facilement que les hommes des troubles alimentaires.

Du fait que les médicaments peuvent pénétrer dans l’hypothalamus avec une facilité relative, ces découvertes pourraient être intéressantes pour le développement de traitements capables de réguler les réactions à la faim et au stress, y compris l’anxiété et la dépression. De fait, plusieurs laboratoires pharamaceutiques ont déjà commencé à développer des médicaments psychiatriques destinés à bloquer les récepteurs CRFR1. Les chercheurs incitent cependant à la prudence car, étant donné que les cellules sont associées au changement de substances, le fait de bloquer le récepteur pourrait avoir des effets secondaires, comme par exemple le surpoids.

La recherche du professeur Alon Chen est financée par : Henry Chanoch Krenter Institute for Biomedical Imaging and Genomics ; Perlman Family Foundation, fondée par Louis L. et Anita M. Perlman ; Fondation Adelis ; Irving I. Moskowitz Foundation ; European Research Council ; Estate of Toby Bieber ; Ruhman Family Laboratory for Research in the Neurobiology of Stress. La recherche de la docteure Yael Kuperman est financée par le Laboratoire en hommage à Sarah et à Rolando Uziel (Mexique). La docteure Yael Kuperman est titulaire de la Sarah and Rolando Uziel Research Associate Chair.

L’École polytechnique et l’Institut Weizmann des Sciences ont signé un accord de coopération

Jacques Biot, président de l’École polytechnique (Palaiseau, France), et le professeur Daniel Zaifman, président de l’Institut Weizmann (Rehovot, Israël) ont signé un accord de coopération dans le but de développer et de stimuler la collaboration des deux institutions dans l’enseignement supérieur et la recherche.

Avec cet accord, l’École polytechnique et l’Institut Weizmann, qui sont tous deux connus pour leurs standards élevés de qualité sur le plan académique et sur celui de la recherche, cherchent à promouvoir les échanges d’étudiants et de membres du corps professoral, et aussi à encourager la coopération scientifique et académique sur des sujet d’intérêt commun.

Une collaboration entreprise en laboratoire

Le professeur Victor Malka, directeur de recherche dans le laboratoire d’Optique appliquée (collaboration de l’École polytechnique, de l’École nationale supérieure de techniques avancées [ENSTA ParisTech] et du CNRS) travaille depuis octobre 2015 dans le département de Physique des systèmes complexes de l’Institut Weizmann. Le professeur Malka a eu l’idée de créer un lien entre l’École polytechnique et l’Institut Weizmann. Il explique : « Il m’a semblé naturel de développer ce contact pour créer une collaboration scientifique. Les deux présidents, celui de Polytechnique comme celui de l’Institut Weizmann, ont pleinement approuvé cette initiative, ce qui a permis son succès rapide. »

Le professeur Malka mène une recherche sur les accélérateurs laser-plasma. Le concept de cet accélérateur, inventé il y a une trentaine d’années, a permis aux chercheurs d’obtenir des faisceaux de particules ayant des propriétés remarquables. En effet, ces faisceaux ont une grande énergie, ils sont extrêmement brillants et sont accordables en énergie. Ceci offre de nouvelles possibilités dans des domaines aussi différents que la médecine, la chimie, la biologie et la science des matériaux.

De récentes améliorations dans le laboratoire d’Optique appliquée ont ouvert la voie vers le traitement de tumeurs cancéreuses. Des projets de recherches dans ce laboratoire permettent d’entrevoir de nouvelles perspectives, comme par exemple le dépistage de cancer du sein à un stage très précoce. Cette nouvelle technologie laser-plasma peut aussi être utilisée pour des applications industrielles car elle peut produire des images tridimensionnelles à haute résolution de matériaux denses, comme par exemple ceux qui sont utilisés pour la fabrication de pièces d’avion.

Le professeur Malka cherche actuellement à associer le laboratoire d’Optique appliquée à la faculté de Physique de l’Institut Weizmann, dans le but de développer des applications pour la fabrication d’accélérateurs laser-plasma. Cette initiative a déjà donné lieu au départ de deux étudiants de l’Institut Weizmann pour Paris où ils ont commencé leur recherche doctorale dans le laboratoire d’Optique appliquée (LOA).

Israël) est un institut de recherches multidisciplinaires de renommée mondiale. Connu pour ses travaux de recherches dans les sciences naturelles et dans les sciences exactes, l’Institut héberge environ 2700 scientifiques, étudiants, techniciens et autre personnel de soutien. Les travaux menés à l’Institut comprennent les recherches sur les nouvelles voies pour la lutte contre les maladies et la faim, l’examen des questions actuelles en mathématiques et en informatique, l’étude de la physique de la matière et de l’univers, la création de nouveaux matériaux et le développement de nouvelles stratégies pour la protection de l’environnement.

plus réputée, elle combine des recherches au plus haut niveau universitaire avec des innovations à la pointe de la science et de la technologie. Ses différents programmes de deuxième cycle – ingénieur polytechnicien, master, graduate degree, programme de doctorat sur le modèle anglo-saxon du PhD track – sont très sélectifs et favorisent une culture d’excellence mettant l’accent sur les sciences, sans oublier les racines des traditions humanistes. En tant qu’université largement internationalisée, l’École polytechnique offre une variété de programmes internationaux et attire un nombre croissant d’étudiants étrangers et de chercheurs du monde entier (à l’heure actuelle 30% d’étudiants et 39% de chercheurs et professeurs).