De nouvelles recherches menées par un chercheur du Max Planck Florida Institute for Neuroscience pourraient transformer notre compréhension de la manière dont les opioïdes affectent le cerveau. Malgré d’importantes discussions autour de la crise actuelle des opioïdes, la compréhension actuelle du fonctionnement des opioïdes dans le cerveau est assez limitée. Cela est principalement dû aux difficultés liées à l’observation et à la mesure des effets des opioïdes sur le cerveau en temps réel. Cependant, une avancée technologique récente, dirigée par le Dr Lin Tian, son équipe de recherche et ses collaborateurs, récemment publiée dans Nature Neuroscience, a surmonté ces limites et devrait transformer la façon dont les scientifiques étudient la signalisation des opioïdes dans le cerveau.
Que savons-nous de la signalisation des opioïdes ?
Les opioïdes pharmaceutiques, comme la morphine et l’oxycodone, et les drogues opioïdes illicites comme l’héroïne, affectent le cerveau et le corps en se liant aux récepteurs opioïdes à la surface des cellules du système nerveux. Ces récepteurs répondent normalement aux produits chimiques produits naturellement qui sont libérés dans votre cerveau, appelés opioïdes endogènes, notamment les endorphines, les enképhalines et les dynorphines. Libérés en réponse à des activités agréables telles que le rire, le sexe et l’exercice et à des activités aversives telles que des blessures et des traumatismes, ces produits chimiques se lient aux récepteurs opioïdes et réduisent la capacité des neurones à recevoir et à transmettre des signaux. Ces effets cellulaires conduisent finalement aux effets cognitifs et comportementaux associés aux opioïdes, notamment des sentiments positifs, un soulagement de la douleur et une dépendance.
Défis liés à la compréhension de la signalisation des opioïdes
De nombreuses questions demeurent quant à la manière dont ces effets comportementaux sont provoqués par les opioïdes et s’il est possible d’exploiter les propriétés spécifiques des opioïdes, telles que le soulagement de la douleur, sans effets indésirables, tels que la dépendance. La littérature scientifique sur les opioïdes est abondante et a confirmé que cibler le système opioïde présente un intérêt clinique, non seulement pour la gestion de la douleur mais aussi, plus récemment, pour le traitement de troubles de santé mentale tels que l’anxiété et la dépression. Le développement de traitements pouvant cibler ces problèmes de santé tout en évitant la tragédie de l’épidémie actuelle d’opioïdes nécessite une meilleure compréhension des divers effets des opioïdes sur le cerveau.
La diversité des effets des opioïdes sur le cerveau est due à plus de 20 produits chimiques opioïdes différents produits dans le cerveau et à plus de 500 opioïdes synthétiques différents. La plupart de ces différents opioïdes interagissent avec les trois types de récepteurs opioïdes de puissances différentes. Leurs effets variés dépendent de la concentration d’opioïde, des récepteurs spécifiques présents et des circuits cérébraux impliqués.
« Des efforts sont en cours pour exploiter diverses propriétés thérapeutiques des opioïdes en ciblant des actions spécifiques des récepteurs et des circuits cérébraux afin de développer des thérapies plus efficaces et plus sûres. Cependant, ces efforts ont été entravés par notre incapacité à mesurer efficacement diverses signalisations opioïdes en temps réel dans le cerveau. « , a déclaré le Dr Tian.
Une nouvelle technologie ouvre la porte à la compréhension des opioïdes dans le cerveau
Grâce à un effort massif développant et testant plus de 1 000 variantes, l’équipe du Dr Tian a optimisé des biocapteurs hautement sensibles basés sur les trois récepteurs opioïdes. Ces biocapteurs, développés à l’origine alors que Tian était à l’Université de Californie à Davis, émettent une fluorescence lors de la liaison de l’opioïde au capteur et s’éteignent lorsque l’opioïde n’est plus là. Les biocapteurs servent donc de proxy pour la liaison des opioïdes à des récepteurs opioïdes spécifiques. L’introduction de ces capteurs dans le cerveau d’un animal permet de visualiser en temps réel la signalisation des opioïdes dans le cerveau.
« La puissance de cette nouvelle technologie réside dans le fait que nous disposons désormais des outils nécessaires pour comprendre le système naturel des opioïdes dans le cerveau, notamment comment distinguer les différents effets des opioïdes. Nous pouvons suivre la libération endogène d’opioïdes en temps réel, déclenchée à la fois par la récompense et l’aversion. et voir les différences dans la signalisation des opioïdes dans différents circuits cérébraux.
L’équipe du Dr Tian a déjà largement partagé ces nouveaux outils afin d’accélérer l’impact de cette nouvelle technologie sur la compréhension des opioïdes.
REFERENCE:
Chunyang Dong, Raajaram Gowrishankar, Yihan Jin, Xinyi Jenny He, Achla Gupta, Huikun Wang, Nilüfer Sayar-Atasoy, Rodolfo J. Flores, Karan Mahe, Nikki Tjahjono, Ruqiang Liang, Aaron Marley, Grace Or Mizuno, Darren K. Lo, Qingtao Sun, Jennifer L. Whistler, Bo Li, Ivone Gomes, Mark Von Zastrow, Hugo A. Tejeda, Deniz Atasoy, Lakshmi A. Devi, Michael R. Bruchas, Matthew R. Banghart, Lin Tian. Unlocking opioid neuropeptide dynamics with genetically encoded biosensors. Nature Neuroscience, 2024; DOI: 10.1038/s41593-024-01697-1 (https://dx.doi.org/10.1038/s41593-024-01697-1)
