Le bouton reset de notre horloge biologique découvert

C'est grâce à elle qu'on dort, mange, se réveille, à heure plus ou moins régulière. L'horloge circadienne, ou horloge biologique interne, régule toutes nos tâches quotidiennes, nous permet de détecter le temps qui passe. Des chercheurs ont réussi à la contrôler et même, à la réinitialiser, sur des souris.

L'étude de ces chercheurs de l'université de Vanderbilt (Tennessee, Etats-Unis) a été publiée le 2 février dans la revue Nature Neuroscience. Les chercheurs espèrent que leurs avancées permettront à l'avenir de traiter certaines maladies et effets néfastes du manque de lumière ou du travail en horaires décalés: dépression saisonnière, jetlag...

L'horloge biologique est sensible à la lumière

L'horloge biologique se trouve dans le noyau suprachiasmatique du cerveau, une petite région de l'hypothalamus qui contrôle la production et la régulation des hormones. Le rythme circadien est un rythme de 24h qui régie de nombreuses choses chez l'être humain comme la température corporelle, le sommeil ou la circulation sanguine. Cette horloge biologique gouverne aussi le fonctionnement de chacune de nos cellules.

Or ces rythmes, s'ils sont gérés par le cerveau, sont aussi sensibles à des causes extérieures comme le décalage horaire, la lumière, la température.

A l'aide d'un nouveau domaine de recherche, l'optogénétique - mélange d'optique et de génétique - les chercheurs ont pu stimuler les neurones de souris à l'aide d'un laser et d'une fibre optique.

Activer les neurones au laser

Comment ont-ils procédé? Tout d'abord, ils ont inséré dans les neurones de deux groupes de souris différents des gènes sensibles à la lumière. Les chercheurs pouvaient alors activer les neurones en les stimulant avec leur laser.

• Les neurones du premier groupe de souris contenaient une protéine sensible à la lumière qui déclenche l'activité des neurones quand ils sont exposés à la lumière. Celles-ci étaient donc programmées pour être nocturnes.
• Les neurones du second groupe de souris avaient une protéine similaire qui supprimait l'activité neuronale quand exposés à la lumière. Ces souris étaient donc programmées pour être diurnes.

Au départ, souligne le Smithsonian, les chercheurs pensaient que l'horloge interne entraînait l'activation des neurones. En fait c'est l'inverse: c'est l'activation des neurones qui entraîne le fonctionnement de l'horloge biologique.

En activant les neurones du noyau suprachiasmatique, les chercheurs pouvaient ainsi réinitialiser les rythmes circadiens des souris, modifiant leurs heures de sommeil et de réveil. Sans avoir besoin de changer la lumière, les souris pouvaient donc se réveiller ou dormir en fonction de la manière dont leurs neurones étaient stimulés.

Jeff Jones, l'un des auteurs de l'étude, a expliqué au Huffington Post US que l'équipe a utilisé l'optogénétique "pour activer le noyau directement en l'absence de lumière, réinitialisant l'horloge sans rien changer d'extérieur à l'environnement des souris".

Le dispositif est loin d'être prêt pour l'homme mais les chercheurs espèrent que leurs travaux mèneront un jour à la création de produits pharmaceutiques qui pourraient activer et désactiver les neurones impliqués dans certains problèmes de santé liés au rythme circadien.