Une équipe de chercheurs de la Graduate School of Biostudies de l’Université de Kyoto a maintenant découvert que les mécanismes de régulation du développement neuronal dépendant des nutriments peuvent être explorés au niveau moléculaire avec des modèles appropriés.

« Un de ces modèles est le Drosophile C4da – ou arborisation dendritique de classe IV – neurone situé dans les larves des mouches des fruits », explique l’auteur principal Yukako Hattori.

Les dendrites des neurones C4da – situés entre l’épiderme et les muscles de la paroi corporelle – détectent les stimuli thermiques, mécaniques et lumineux nocifs, transmettant ensuite des informations au système nerveux central pour déclencher des comportements d’évitement.

« La croissance de ces dendrites est contrôlée par l’environnement de manière inattendue et devient plus complexe. C’est-à-dire qu’un régime pauvre en levure provoque hyperarborisation de dendrites », ajoute le premier auteur Yasutetsu Kanaoka.

Après une recherche systématique des nutriments clés, l’équipe a découvert que le phénotype d’hyperarborisation n’était pas causé par de faibles concentrations d’acides aminés – nutriments typiques de la levure – mais plutôt par une carence simultanée en vitamines, ions métalliques et cholestérol.

Cette déficience augmente la production de molécules de signalisation Wingless à partir du muscle de la paroi corporelle. Une fois que Wingless est reçu par les neurones C4da, il active une protéine appelée Akt, qui favorise la ramification complexe des dendrites.

« Bien que cette croissance excessive des neurones C4da malgré un environnement pauvre en nutriments soit contre-intuitive, nous avons également été intrigués par le fait que ces neurones deviennent moins sensibles aux stimuli lumineux nocifs », explique Tadashi Uemura.

« Notre étude soulève la possibilité que le développement dépendant des nutriments des neurones somatosensoriels joue un rôle dans l’optimisation d’un compromis entre la recherche d’aliments riches en nutriments et la fuite des menaces environnementales nocives. »

À l’aide de systèmes d’inactivation spécifiques au type de cellule – une méthode établie pour inhiber des fonctions géniques spécifiques d’une manière spécifique à la cellule – l’équipe a identifié la signalisation inter-organes qui régule le phénotype d’hyperarborisation.

« En nous concentrant sur le mécanisme par lequel l’information nutritionnelle est transmise de l’intestin au muscle, nous pouvons percer le mystère moléculaire liant alimentation et santé. »