Des scientifiques de Columbia identifient les cellules clés dans la sensation du toucher

Les cellules de la peau utilisent une nouvelle molécule pour envoyer l'information du toucher au cerveauC

(HealthNewsDigest.com) - NEW YORK, NY, 6 avril, 2014 - Dans une étude publiée le 6 avril en-ligne dans l'édition du journal Nature, une équipe de chercheurs de Columbia University Medical Center menée par Ellen Lumpkin, PhD, professeure associée en biologie somatosensorielle, règle un vieux mystère du toucher: comment les cellules juste sous la surface de la peau nous permettent de sentir les textures et les petits détails.

Le toucher est la dernière frontière de la neuroscience sensorielle. Les cellules et les molécules qui initient les tiges-vision, les cellules cônes et les récepteurs sensibles à la lumière ont été connues depuis le début du 20e siècle, et le sens de sentir, de goûter, et d'entendre sont de plus en plus compris. Mais presque rien n'est connu au sujet des cellules et des molécules responsables pour initier notre sens du toucher.

Cette étude est la première à utiliser l'optogénétique une nouvelle méthode qui utilise la lumière comme un sytème de signalement pour tourner les neurones par intermittance sur demande sur les cellules de la peau pour déterminer comment elles fonctionnent et communiquent.

L'équipe a montré que les cellules de la peau appelées les cellules Merkel peuvent sentir le toucher et qu'elles fonctionnent virtuellement main dans la main avec les neurones de la peau pour créer ce que l'on perçoit comme textures et les détails fins.

Le  Dr. Lumpkin dit: "Ces expériences sont les premières avec une preuve directe que les cellules Merkel peuvent encoder le toucher dans les signaux neuraux qui transmettent l'information au cerveau au sujet des objets dans le monde autour de nous."

Ces découvertes non seulement décrivent un avancé dans notre compréhension de la sensation du toucher, mais peuvent stimuler la recherche dans la perte de la perception de la sensibilité du toucher.

Plusieurs conditions incluant le diabète et certains traitements de chimiothérapie pour le cancer, aussi bien que vieillir normalement sont connues pour diminuer le toucher sensitif. Les cellules Merkel commencent à disparaître tôt dans la vingtaine, au même moment que commence à diminuer l'acuité palpable. Le Dr. Lumpkin dit: "Personne n'a testé si la perte des cellules Merkel causent la perte de la fonction en la vieillissant ça pourrait être une coincidence mais c'est une question que nous sommes intéressés à poursuivre."

Dans le futur, ces découvertes pourraient documenter la conception d'une nouvelle prothétique "intelligente" qui restaure la sensation du toucher aux amputés d'un membre, aussi bien que d'introduire de nouvelles cibles pour traiter les maladies de la peau telles que la démangeaison chronique.

L'étude a été publiée en conjonction avec une deuxième étude faite en collaboration avec l'équipe du Scripps Research Institute. L'étude suivante identifie la molécule du toucher activée dans les cellules de la peau, un gène appelé Piezo2, dont la découverte a le potentiel d'avancer significativement le champ de la perception du toucher.

Dr. Lumpkin dit: "Les nouvelles découvertes devraient ouvrir le champ de la biologie de la peau et révéler comment les sensations sont initiées." D'autres sortes de cellules de la peau peuvent aussi jouer un rôle dans les sensations du toucher, aussi bien que les sensations moins plaisantes de la peau, tel que la démangeaison. Les mêmes techniques optogénétiques que l'équipe du Dr. Lumpkin a appliqué aux cellules Merkel peuvent maintenant être appliquées à d'autres cellules de la peau pour répondre à ces questions.

Elle dit: "C'est un moment excitant dans notre champ parce qu'il y a de grosses questions à répondre, et les outils de la neuroscience moderne nous donnent une façon de les aborder."

Voir le film des cellules Merkel répondant au toucher: https://www.youtube.com/watch?v=CHjQl7sGOa0

Les auteurs déclarent n'y avoir aucun conflit d'intérêt.

La recherche a été soutenue par le NIH (R01AR051219, R21AR062307,R01DE022358, T32HL087745, F32NS080544, P30AR044535, P30CA013696, et P30CA125123), une bourse de recherche pour jeunes scientifiques de la Société japonaise pour la promotion des sciences (24-7585), et le McNair Foundation.

Les autres auteurs de l'article sont: Srdjan Maksimovic (Columbia), Masashi Nakatani (Columbia and Keio University, Japan), Yoshichika Baba (Columbia), Aislyn Nelson (Columbia and Baylor College of Medicine), Kara Marshall (Columbia), Scott Wellnitz (Baylor), Pervez Firozi (Baylor), Seung-Hyun Woo (Scripps Research Institute), Sanjeev Ranade (Scripps), et Ardem Patapoutian (Scripps).