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Les effets de l’alcool sur le cerveau étudiés à l’échelle atomique

L’alcool agit sur le système nerveux. Une étude récente a permis d’observer sa liaison avec les neurotransmetteurs cérébraux à l’échelle atomique. Cette recherche pourrait permettre de développer des composés qui bloqueraient l’effet de l’alcool sur le cerveau.

Cinq millions de Français auraient des difficultés psychologiques, professionnelles ou sociales à cause de l'alcool. © Lite, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0 Cinq millions de Français auraient des difficultés psychologiques, professionnelles ou sociales à cause de l'alcool. © Lite, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

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L’éthanol est la drogue la plus répandue et la plus consommée par l’Homme. Son utilisation excessive est à l’origine d’un problème de santé publique majeur, et a fait de lui la première cause de handicap chez les personnes âgées de 10 à 24 ans.

L’éthanol altère le fonctionnement de nombreux gènes, dont certains sont exprimés dans le système nerveux central. Cependant, ses cibles moléculaires et les mécanismes d’action qu’il engendre demeuraient jusqu’ici largement méconnus. Une équipe de recherche de l’Institut Pasteur a, pour la première fois, décrit à l’échelle atomique les effets de l’éthanol sur sa cible principale dans le système nerveux central. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

Représentation schématique de la structure tridimensionnelle du complexe entre un récepteur bactérien (similaire à un récepteur nicotinique) et l'éthanol (représenté en rose). © Sauguet et al., Nature Communications
Représentation schématique de la structure tridimensionnelle du complexe entre un récepteur bactérien (similaire à un récepteur nicotinique) et l'éthanol (représenté en rose). © Sauguet et al., Nature Communications

Les chercheurs ont identifié cinq sites de liaison de l’éthanol dans la structure d’un récepteur bactérien (issu de la bactérie Gloeobacter violaceus) comparable à un récepteur nicotinique humain, et dans celle d’un récepteur au GABA (ou acide gamma-aminobutyrique). Ce dernier est le plus important neurotransmetteur inhibiteur du cerveau humain et constitue la cible privilégiée de l’éthanol. Les récepteurs au GABA sont présents à la surface des neurones et régulent le passage de l’influx nerveux grâce à une partie en forme de canal, qui peut être en position ouverte ou fermée.

Vers la production de composés antagonistes à l'alcool ?

Grâce à la cristallographie aux rayons X, les scientifiques ont résolu la structure du complexe formé par l’éthanol et les récepteurs, et ce avec une précision de l’ordre de l’ångström (de l’ordre de 0,1 nanomètre), une première. Dans leur étude, les chercheurs ont comparé la structure du récepteur de Gloeobacter violaceus à celle de l’Homme. Ils ont constaté que les sites de liaison de l’éthanol étaient les mêmes. D’autre part, la résolution de l’observation de cette structure a permis aux chercheurs de décrire comment la fixation de l’éthanol activait l’ouverture du canal du récepteur, perturbant ainsi les fonctions cérébrales en exacerbant l’activité des neurones inhibiteurs.

L’ensemble de ces travaux permet d’envisager la mise au point de composés antagonistes, substituables à l’éthanol, ayant pour effet de maintenir les canaux en position fermée. De tels composés pourraient être utilisés pour limiter les effets de la prise d’alcool sur le cerveau, ainsi que pour le sevrage en cas d’addiction.


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