Écrit par CNRS

Comment les mammifères se préparent-ils, in utero, pour modifier radicalement leur respiration au moment de leur naissance, passant brutalement du milieu aquatique à la vie aérienne? Des chercheurs du CNRS, en collaboration avec les universités de la Méditerranée, Paris-Sud 11 et Paul Cézanne(1), ont identifié, chez la souris, un gène indispensable à la respiration et, par conséquent, à la survie à la naissance.

Leurs travaux, qui viennent d'être publiés dans The Journal of Neuroscience, ouvrent des perspectives pour mieux comprendre les troubles de la respiration chez l'homme depuis les apnées du sommeil jusqu'à la mort subite du nourrisson.

Chez les mammifères, le fœtus se développe dans un milieu liquide où le cordon ombilical est la source d'oxygène et les fonctions pulmonaires sont pratiquement absentes. À sa naissance, le nouveau-né passe d'une vie aquatique intra-utérine à l'autonomie aérienne. Comment le corps se prépare-t-il à une transition aussi brutale?

On sait déjà que plusieurs circuits de neurones interviennent dans la respiration néonatale chez les mammifères. Plus précisément, deux régions situées dans le cerveau postérieur ont été identifiées (le complexe préBötzinger et le groupe parafacial respiratoire). Ces neurones sont à l'origine d'une activité pacemaker, c'est-à-dire un rythme au niveau du tronc cérébral à l'origine de mouvements respiratoires automatiques et qui prépare les nouveau-nés à la naissance.

Les travaux réalisés par des chercheurs parisiens et marseillais(1) révèlent qu'une protéine appelée «TSHZ3» est présente dans le groupe parafacial respiratoire et y joue un rôle majeur dans l'activité des neurones de cette région. Les nouveau-nés des souris, chez qui le gène Tshz3 – qui code pour la protéine TSHZ3 – ne fonctionne pas, ne respirent pas à la naissance et meurent au bout de quelques minutes. Chez ces nouveau-nés de souris mutantes, si le complexe préBötzinger et le groupe parafacial respiratoire se forment a priori correctement, les neurones du groupe parafacial respiratoire ne présentent pas l'activité rythmique qui les caractérise. Ainsi, un seul gène, le Tshz3, est capable de contrôler, au niveau des neurones, le développement de plusieurs éléments et des évènements cellulaires qui sont indispensables à l'acquisition de la respiration à la naissance.

Dans le futur, des collaborations avec des équipes de recherche médicale pourraient permettre de mieux comprendre l'implication du Tshz3 dans les troubles de la respiration chez l'homme, depuis les apnées du sommeil jusqu'au syndrome de mort subite du nourrisson, principale cause de mortalité des nouveau-nés dans les pays occidentaux.

Note :

(1) Dans cette étude, sont impliqués des chercheurs de l'Institut de biologie du développement de Marseille Luminy (IBDML, CNRS/Université de la Méditerranée), du Laboratoire neurobiologie et développement (CNRS/Université Paris-Sud 11) et du Centre de recherche en neurobiologie - neurophysiologie de Marseille (CNRS/Université de la Méditerranée /Université Paul Cézanne).

Référence :

Teashirt 3 regulates development of neurons involved in both repiratory rhythm and air flow control, X. Caubit, M. Thoby-Brisson, N. Voituron, P. Filippi, M. Bévengut, H. Faralli, S. Zanella, G. Fortin, G. Hilaire, and L. Fasano. The Journal of Neuroscience, 14 juillet 2010.