Des scientifiques cartographient la distribution des lipides dans le cerveau humain

Les scientifiques ont découvert que 93 % des lipides du tissu cérébral sont répartis différemment dans la matière blanche et grise, le sous-cortex, les cortex visuel et moteur et le cortex préfrontal, qui est responsable de la prise de décision, du comportement social et d’autres fonctions.

Les anomalies du lipidome cérébral ont tendance à se produire dans les troubles mentaux et cognitifs, donc la cartographie de ces molécules devrait aider à obtenir plus d’informations sur la maladie. La recherche a été publiée dans Nature Communications.

Composant majeur du tissu cérébral, les lipides sont des composés gras qui constituent 35 à 40 % de toutes les molécules des corps cellulaires de la matière grise et jusqu’à 78 % des gaines de myéline des axones de la matière blanche. Les lipides du tissu cérébral sont très divers et comprennent le cholestérol, les composés contenant du phosphore, tels que les phospholipides et les sphingolipides, ainsi que d’autres molécules.

Étant donné que les lipides sont impliqués dans le métabolisme et la croissance des neurones, la transmission de signaux entre les cellules et le contrôle des processus inflammatoires, des anomalies dans la composition du lipidome ont été associées à des troubles cognitifs, tels que l’autisme, la schizophrénie et la maladie d’Alzheimer.

Cependant, la relation entre le lipidome et les caractéristiques structurelles du tissu cérébral reste mal comprise, ce qui limite l’utilisation des lipides comme marqueurs moléculaires pour détecter les maladies cérébrales.

Des chercheurs de l’Institut de science et de technologie de Skolkovo et leurs collègues ont créé la première carte mondiale des lipides cérébraux humains. Ils ont étudié des échantillons de tissus cérébraux de quatre individus en bonne santé et ont évalué la composition lipidique de 75 parties différentes du cerveau.

Les lipides présents dans les échantillons ont été identifiés à l’aide de la spectrométrie de masse, qui permet de déterminer la structure d’une molécule à partir du rapport masse/charge et de son modèle de mouvement dans un champ magnétique.

Les chercheurs ont identifié un total de 419 lipides différents, la plupart (93 %) répartis de manière inégale entre les différentes parties du cerveau humain. Par exemple, le sous-cortex (la partie la plus ancienne du cerveau), les cortex moteur et visuel présentaient des niveaux relativement élevés de cholestérol, tandis que le cortex préfrontal, responsable du comportement social complexe et de la prise de décision, présentait des niveaux relativement faibles de ce lipide.

La plupart des lipides se trouvant dans les gaines de myéline, l’équipe a vérifié si la teneur en myéline d’une partie particulière du cerveau affectait son lipidome typique. La matière blanche riche en myéline s’est avérée contenir principalement des céramides, deux classes de phospholipides et des lipides contenant des acides gras saturés.

Étant donné que la fonction principale de la matière blanche est de transmettre des signaux via les axones, ces types de lipides sont considérés comme essentiels pour que le tissu puisse remplir sa fonction.

Les lipides d’acides gras polyinsaturés prédominent dans la matière grise, qui contient une concentration de corps cellulaires plutôt que d’axones et pratiquement pas de myéline. Cela suggère que ces molécules pourraient être importantes pour le traitement du signal dans les cellules.

« À l’avenir, nous prévoyons d’étudier en profondeur le lipidome sous-cortical, qui n’a été que partiellement couvert par cette recherche, et d’étudier des échantillons de cerveau de patients atteints de divers troubles mentaux.

« Le « décodage » complet potentiel du lipidome nous aidera à mieux comprendre la nature de la maladie mentale et son impact sur la structure et le fonctionnement du cerveau », a déclaré Maria Osetrova, ingénieure de recherche au Skoltech Neuro Center.

D’autres organisations impliquées dans cette recherche comprenaient l’Université d’État Lomonossov de Moscou, le Centre fédéral de recherche Semenov pour la physique chimique de l’Académie des sciences de Russie (Moscou), l’Université de Leipzig (Allemagne) et l’Université nationale de Singapour.