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Un pas en avant dans la compréhension de notre cerveau

Le printemps est généralement synonyme de renaissance, de renouveau et surtout de réveil. Les oiseaux chantent, les fleurs s’épanouissent et le soleil brille.

C’est aussi le moment où de nombreux animaux adoptent un comportement reproducteur.

Le Pr Jacques Balthazart, du Centre de neurobiologie cellulaire et moléculaire de l’université de Liège, étudie depuis près de 35 ans ces mécanismes neuroendocriniens et neurochimiques du comportement sexuel. « On sait depuis pas mal de temps que l’œstradiol - stéroïde ovarien contrôlant la reproduction de la femelle - est également produit dans le cerveau des femelles mais aussi des mâles sous l’influence d’un enzyme spécifique : l’aromatase, qui transforme les androgènes (par exemple la testostérone) en œstrogènes (par exemple l’œstradiol), explique le PrBalthazart.De nombreux effets de la testostérone dans le cerveau des mâles sont en fait produits au niveau cellulaire par l’œstradiol qui en dérive via aromatisation. » La signification fonctionnelle de cette double production d’œstradiol (dans l’ovaire et dans le cerveau) reste cependant mal comprise à l’heure actuelle.

De la caille à la souris

Le chercheur s’intéresse à tout ce qui peut modifier le comportement. Pour ce faire, il observe les effets des hormones sexuelles chez diverses espèces d’oiseaux notamment chez la caille, une espèce particulièrement appropriée pour ces études. Depuis huit ans, sa collaboratrice Julie Bakker, chercheur qualifié du FNRS, poursuit cependant des études similaires sur la souris. « Cela apporte une autre dimension aux recherches, note Jacques Balthazart. Les souris sont des animaux dont on peut facilement modifier la transcription du génome et ainsi produire des sujets chez qui l’expression d’un gène bien spécifique a été supprimée (animaux knock-out ou KO). » Cette technique, qui permet de produire des souris génétiquement modifiées est maintenant utilisée de façon régulière en recherche. Les nouvelles expériences permettent de montrer que les changements de la concentration en oestrogènes dans le cerveau sont suivis après un délai de seulement quelques minutes par des modifications du comportement chez la souris mâle.

« Ainsi, l’injection d’un inhibiteur de l’aromatase est suivie dans les dix minutes par une inhibition quasi complète du comportement copulatoire », poursuit-il. Inversement, l’injection d’une large dose d’oestradiol stimule endéans 10 minutes le comportement sexuel chez des souris mâles dont l’aromatase a été génétiquement inactivée (ndlr : souris knock-out) et bloque l’inhibition comportementale induite par les inhibiteurs d’aromatase. Ces données démontrent que, dans le cerveau, les oestrogènes modulent l’expression du comportementde façon rapide, probablement par des mécanismes non génomiques », fait remarquer le chercheur. L’oestradiol deviendrait donc un neuromodulateur ou un neurotransmetteur et devrait être étudié comme tel.

A new window on our brain

Les travaux les plus récents du laboratoire liégeois démontrent justement que la production des oestrogènes dans le cerveau est elle-même modifiée rapidement par les changements structurels de l’aromatase contrôlés eux-mêmes par l’activité locale des neurotransmetteurs, en particulier le glutamate. L’équipe du Pr Balthazrt vient également de démontrer que l’oestradiol produit par l’aromatase cérébrale possède la plupart sinon toutes, les caractéristiques des neurotransmetteurs dans leur acceptation la plus large.

« La fonction de ce stéroïde en tant qu’hormone ou neurotransmetteur est déterminée par le lieu de synthèse et d’action, mais aussi par la concentration locale à laquelle il exerce ses effets », conclut Jacques Balthazart. Une distinction qui pourrait avoir un impact significatif tant dans l’élaboration de futurs plans de recherche que dans la mise au point d’interventions cliniques impliquant l’action des œstrogènes dans le cerveau.

Samuel Ledoux

Ces observations sur les effets comportementaux rapides de l’œstradiol viennent d’être acceptées pour publication et paraîtront bientôt dans The Journal of Neuroscience, une étude menée par Mélanie Taziaux, Matthieu Keller, Julie Bakker et Jacques Balthazart.

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