La faim modifie le comportement des vers, et peut-être aussi des humains

Nous savons probablement tous à quel point la faim peut modifier notre comportement : nous rendre grincheux, en colère ou moins capables de faire face. Mais la manière dont les signaux provenant de l’intestin sont communiqués au cerveau et finissent par provoquer des changements de comportement n’est pas bien comprise.

Aujourd’hui, des scientifiques de l’Institut Salk ont ​​étudié ce sujet, en utilisant des vers modestes comme modèle pour examiner les origines moléculaires des changements de comportement chez les individus affamés. Ils ont créé une barrière de sulfate de cuivre, un anti-vers connu, et ont permis à de minuscules vers (Caénorhabdite elegans) la possibilité de le traverser pour accéder à la nourriture de l’autre côté.

« Les animaux, qu’il s’agisse d’un humble ver ou d’un être humain complexe, font tous le choix de se nourrir pour survivre. Le mouvement subcellulaire des molécules pourrait être à l’origine de ces décisions et est peut-être fondamental pour toutes les espèces animales », a déclaré l’auteur principal Sreekanth Chalasani, professeur agrégé au laboratoire de neurobiologie moléculaire de Salk.

Chalasani et l’équipe ont découvert que si les vers étaient privés de nourriture pendant deux à trois heures, ils étaient plus disposés à franchir la barrière toxique pour accéder à la nourriture que les vers bien nourris. Les chercheurs ont ensuite utilisé des outils génétiques et des techniques d’imagerie pour déterminer si les molécules présentes dans l’intestin transmettaient des signaux au cerveau d’une manière qui expliquerait ce comportement plus risqué.

Les résultats, publiés aujourd’hui dans Génétique PLOS, suggèrent que des facteurs de transcription spécifiques, des protéines qui activent ou désactivent les gènes, ont changé d’emplacement chez les animaux affamés. Normalement, les facteurs de transcription se trouvent dans le cytoplasme d’une cellule mais se déplacent dans le noyau lorsqu’ils sont activés, mais les scientifiques de Salk ont ​​découvert que ces facteurs de transcription, connus sous le nom de MML-1 et HLH-30, retournent dans le cytoplasme des cellules de l’intestin lorsqu’un le ver a faim.

Lorsque les scientifiques ont supprimé ces facteurs de transcription, les vers affamés ont cessé d’essayer de franchir la barrière toxique, ce qui indique le rôle central de MML-1 et HLH-30 dans le contrôle de la manière dont la faim modifie le comportement des vers.

Dans une expérience ultérieure, les chercheurs ont également découvert qu’une protéine appelée peptide analogue à l’insuline (INS-31) est sécrétée par l’intestin lorsque MML-1 et HLH-30 sont en mouvement. Les neurones du cerveau fabriquent à leur tour un récepteur capable de détecter les sécrétions d’INS-31.

Les auteurs résument leurs résultats comme suit : chez un ver privé de nourriture, les facteurs de transcription MML-1 et HLH-30 retournent dans le cytoplasme des cellules de l’intestin, ce qui pourrait favoriser la sécrétion de la protéine appelée INS-31 à partir du cellules intestinales. Ces protéines INS-31 se déplacent ensuite vers les récepteurs des neurones du cerveau et s’y lient, ce qui transmet l’information selon laquelle la nourriture est nécessaire. Les vers réagissent ensuite à ces informations plus nombreuses en choisissant un comportement approprié pour accéder à la nourriture, même si cela implique de prendre des risques.

« C. elegans sont plus sophistiqués que ce que nous leur attribuons », a déclaré Molly Matty, co-auteure du laboratoire de Chalasani. « Leurs intestins détectent un manque de nourriture et le signalent au cerveau. Nous pensons que ces mouvements de facteurs de transcription guident l’animal dans la prise d’une décision risque-récompense, comme traverser une barrière désagréable pour accéder à la nourriture.

Les chercheurs suggèrent que de tels mécanismes moléculaires pourraient également exister chez les humains et modifier notre comportement lorsque nous avons faim. Ils prévoient d’entreprendre des recherches plus approfondies sur la nature dynamique de ces facteurs de transcription et de déterminer si des mécanismes similaires fonctionnent chez d’autres animaux, tels que les humains, pour donner la priorité aux besoins fondamentaux plutôt qu’au confort.

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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur