Une étude découvre un nouveau sous-ensemble de neurones rétiniens ayant un impact sur la vision

Les enquêteurs ont découvert un nouveau sous-type d’interneurones dans la rétine qui permet à l’œil de mieux voir et d’identifier les objets à la fois dans la lumière et dans l’obscurité, selon une étude de Northwestern Medicine publiée dans Communications naturelles.

Les résultats démantelent les notions antérieures sur le fonctionnement interne de l’œil et ont également des implications plus larges pour éclairer les futures recherches en neurosciences, selon Yongling Zhu, Ph.D., professeur adjoint d’ophtalmologie, de neurosciences et auteur principal de l’étude.

Chez un mammifère, la rétine convertit la lumière en signaux électriques que le nerf optique envoie ensuite au cerveau, permettant ainsi la vision. Avant d’être transmis au cerveau, les signaux électriques sont traités dans une couche synaptique dense au sein de la rétine, divisée en deux moitiés.

Pendant des décennies, la communauté scientifique a cru que les neurones faisaient réagir les synapses dans la moitié de la couche synaptique lorsque la lumière est allumée et dans l’autre moitié lorsque la lumière est éteinte. Cependant, l’équipe de Zhu a récemment découvert un nouveau sous-type d’interneurones appelés cellules amacrines qui transmettent un signal « off » même lorsqu’elles sont situées dans la moitié « on ».

“La division ‘on’ et ‘off’ est considérée comme le plan d’organisation fondamental de la rétine ; cependant, notre étude a découvert une exception à ce plan d’organisation”, a déclaré Zhu.

Les cellules amacrines sont des interneurones inhibiteurs de la rétine. Ils agissent comme des contrôleurs de la circulation des signaux visuels, allant des photorécepteurs qui détectent la lumière aux cellules ganglionnaires de la rétine qui transmettent ensuite les signaux électriques au cerveau. Mais l’étude systématique des sous-types de cellules amacrines n’est devenue possible que récemment grâce aux progrès des technologies génétiques.

“Chaque sous-type possède une forme et un profil génétique uniques, et ils établissent des connexions avec d’autres neurones de manière distincte et spécialisée. L’étude de ces cellules a été exceptionnellement difficile, principalement en raison de l’absence d’outils génétiques permettant l’étiquetage ou la manipulation de cellules spécifiques. sous-types”, a déclaré Zhu.

Dans la présente étude, l’équipe de Zhu a utilisé une nouvelle approche génétique, une « stratégie intersectionnelle », qui consiste à marquer et à isoler des sous-types de cellules amacrines dans la rétine de souris qui expriment deux protéines uniques, ce qui permet d’identifier des types de cellules plus restreints qu’en marquant une seule protéine. .

À la grande surprise des enquêteurs, ils ont identifié un sous-type de cellules amacrines jusqu’alors non identifié qui établit des synapses dans la moitié « active » de la couche synaptique mais fonctionne comme les cellules que l’on trouve généralement dans la moitié « désactivée ».

En utilisant des capteurs fluorescents pour suivre le comportement des cellules, en conjonction avec des interventions génétiques et pharmacologiques, ils ont également découvert que ces cellules utilisent un récepteur inhibiteur du glutamate (neurotransmetteur) appelé mGluR8 au lieu d’un récepteur excitateur du glutamate appelé AMPA, qui est exprimé par toutes les autres cellules amacrines. , pour recevoir des signaux électriques.

De cette manière, les nouvelles cellules amacrines agissent comme un interrupteur, en convertissant un signal excitateur entrant en un signal inhibiteur avant de le transmettre aux neurones en aval et enfin au cerveau, a expliqué Zhu.

“Cette cellule amacrine particulière n’est pas seulement un nouveau type de neurone, mais elle présente également une nouvelle façon de transmettre les informations d’une moitié de la couche rétinienne à l’autre. Ce transfert d’informations augmente la sensibilité des neurones rétiniens pour détecter des objets dans l’obscurité. et améliore leur capacité à distinguer différents mouvements dans la lumière”, a déclaré Zhu.

À l’avenir, Zhu a déclaré que son équipe visait à améliorer sa stratégie intersectionnelle pour obtenir un étiquetage de type unicellulaire et à effectuer un suivi en déterminant comment ce sous-type amacrine affecte différentes voies visuelles et neurones en aval.

“Il existe environ 60 types différents de cellules amacrines. Elles sont toutes très spécialisées, ont toutes une fonction différente, toutes sont très difficiles d’accès, et la technique que nous avons développée peut être utilisée sur chacune d’entre elles, une à la fois…” Nous disposons désormais d’un moyen très robuste de passer de l’un à l’autre”, a déclaré Steven DeVries, MD, Ph.D., David Shoch, MD, Ph.D., professeur d’ophtalmologie et co-auteur de l’étude.