L’horloge biologique, qui rythme nos journées, n’est pas une simple question d’horaires. Des chercheurs ont découvert que les connexions entre les neurones et l’énergie des cellules cérébrales se modifient en continu, s’adaptant aux cycles de lumière et d’obscurité, une observation réalisée initialement sur la mouche des fruits.
Une équipe internationale de scientifiques, impliquant des chercheurs d’Argentine, des États-Unis et du Royaume-Uni, a mis en évidence des changements de forme et de connexions chez certains neurones clés de cette horloge interne. Ces modifications ne se limitent pas à une simple adaptation temporelle : elles s’accompagnent d’une multiplication des connexions neuronales le matin, suivie d’une diminution la nuit, parallèlement à des variations dans l’activité énergétique des cellules.
Dirigée par Fernanda Ceriani, scientifique au CONICET (Conseil national de recherche scientifique et technique) et à la Fondation Institut Leloir en Argentine, cette étude, publiée dans la revue Current Biology, pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour mieux comprendre les troubles du sommeil, la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurodégénératives.
Les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique volumétrique pour reconstruire en détail l’architecture des terminaisons neuronales de la mouche des fruits (Drosophila melanogaster) à différents moments de la journée. Ils ont ainsi observé que le nombre et la taille des varicosités axonales – des zones cruciales pour la transmission des signaux et de l’énergie – fluctuent au cours du cycle quotidien.
« Notre recherche a fourni des preuves de changements quotidiens dans la taille et le volume des terminaisons neuronales, ainsi que dans le nombre total de varicosités, de sites synaptiques, de vésicules et de mitochondries », a expliqué le Dr Ceriani. Les mitochondries, véritables centrales énergétiques des cellules, ont également montré des variations de forme : plus arrondies le matin et plus allongées la nuit.
L’équipe a également constaté une augmentation des connexions neuronales et l’apparition de nouveaux sites de libération de messagers chimiques au cours de la matinée. Ces observations ont été validées grâce à l’utilisation de différentes lignées de mouches modifiées et de techniques moléculaires.
Au-delà de ces découvertes, l’étude soulève des questions fondamentales : ces changements structurels se produisent-ils également chez les humains et d’autres espèces ? Quels mécanismes régulent précisément ces variations quotidiennes au niveau neuronal ? Les chercheurs ont mis leurs méthodes et leurs données à disposition de la communauté scientifique pour encourager de nouvelles explorations.
Bien que cette recherche ait été menée sur un modèle animal, les résultats suggèrent de nouvelles pistes pour le développement de traitements ciblant les troubles liés à l’horloge biologique et d’autres pathologies neurologiques. À ce stade, il reste à déterminer si les mêmes phénomènes se produisent chez l’homme.
