Malgré un écart dans la chaîne de l’évolution de 700 millions d’années, une nouvelle étude de l’Université de Haïfa a révélé que le neurotransmetteur GABA, qui joue un rôle central dans le développement et le fonctionnement du cerveau chez les mammifères, remplit des rôles similaires chez les anémones de mer. «Non seulement nous avons découvert qu’un récepteur de la famille GABABR contrôle le processus de métamorphose chez l’anémone de mer, mais aussi que le chemin moléculaire est similaire chez l’homme. Dans les deux cas il relie les fonctions du système nerveux. Cette similitude ouvre de nouvelles directions dans le domaine de la médecine, où l’anémone de mer peut fournir un modèle simple et accessible pour l’analyse dans le développement de nouveaux médicaments », expliquent les chercheurs.
L’étude fait partie de la thèse de doctorat du Dr Shani Levy et a été menée au laboratoire du Dr Tamar Lotan du département de biologie marine de la Leon H.Charney School of Marine Sciences de l’Université de Haïfa, en collaboration avec le laboratoire du Dr Mickey Kosloff du Département de biologie humaine de l’Université de Haïfa. L’étude a commencé lorsque les chercheurs ont cherché à examiner quels processus biologiques contrôlent le développement de l’anémone de mer.
Le phylum Cnidaria, auquel appartiennent les anémones (avec les méduses et les coraux), est l’un des systèmes animaux les plus anciens, il s’est développé il y a plus de 700 millions d’années. Le cycle de vie de tous les membres du phylum commence par un œuf fécondé qui se transforme en une larve qui se déplace dans la couche d’eau de la mer et après quelques jours se métamorphose en un polype qui se dépose sur le fond marin. De manière surprenante, les chercheurs ont découvert que le processus de métamorphose se produit lorsque le neurotransmetteur GABA active un récepteur de la famille GABABR. Cette découverte est remarquable car chez l’homme aussi, un mécanisme similaire opère au cours des stades de développement initiaux. Chez l’homme (et chez les mammifères en général), le neurotransmetteur GABA contrôle les processus de développement initial du système nerveux dans le cerveau au moyen de récepteurs GABABR.
Lorsque les chercheurs ont activé ce mécanisme chez les anémones de mer à l’aide d’un médicament développé pour l’homme et qui active les récepteurs GABABR, ils ont découvert qu’ils pouvaient arrêter le mécanisme de métamorphose des anémones de mer. En utilisant des modèles tridimensionnels de ces protéines, les chercheurs ont découvert des similitudes supplémentaires entre les récepteurs GABABR humains et anémones. En particulier, le site actif des récepteurs GABABR – la partie moléculaire des récepteurs qui définit la façon dont le GABA les active – est similaire à celui de l’homme, et dans les deux groupes, le même processus influence le développement des cellules nerveuses. «Il existe de nombreux cas où les protéines sont similaires, mais leurs sites actifs sont différents, de sorte qu’en fin de compte, elles ont des fonctions et des actions distinctes. Mais dans notre cas, les gènes et les détails des sites actifs et leurs actions sont similaires », ont souligné les chercheurs.
Les chercheurs ont également découvert que les prochaines étapes des chemins moléculaires sont également similaires chez les humains et les anémones de mer, et que le récepteur GABABR, lorsqu’il est activé par le neurotransmetteur GABA, active à son tour des commutateurs moléculaires appelés protéines G, qui jouent des fonctions clés dans la communication intracellulaire. dans le corps humain. Cette découverte a un impact réel sur le potentiel de développement de nouveaux médicaments. Plus de 30% de tous les médicaments existants agissent sur des récepteurs tels que le récepteur GABABR, qui sont couplés aux protéines G – médicaments dans les domaines de l’asthme, des maladies cardiaques et de nombreux autres domaines. Les similitudes identifiées ici entre les anémones de mer et les humains, et le fait que le système nerveux des anémones de mer soit tellement plus simple que le nôtre, font de l’anémone de mer un modèle prometteur et passionnant pour le développement de nouveaux médicaments.
Publication dans le journal Nature Ecology and Evolution