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Le créateur du GABA : quel rôle joue le GAD dans le système nerveux ?
Dans le système nerveux humain, l'acide gamma-aminobutyrique (GABA) est un neurotransmetteur clé, et la glutamate décarboxylase (GAD) joue un rôle important dans sa synthèse. Le GAD est responsable de la conversion du glutamate en GABA, un processus qui implique non seulement des réactions chimiques mais affecte également profondément le fonctionnement du système nerveux. Cet article explorera comment le GAD agit en tant que producteur de GABA et discutera de ses multiples rôles dans le système nerveux.
GAD utilise le phosphate de pyridoxine (PLP) comme cofacteur pour décarboxyler le glutamate afin de générer du GABA et du dioxyde de carbone.
Chez les mammifères, le GAD possède deux isoformes principales, GAD67 et GAD65. Bien que les deux protéines présentent une grande similitude dans la séquence génétique, leurs fonctions sont complètement différentes. GAD67 est largement distribué à l'intérieur des cellules et fournit en continu le GABA nécessaire aux fonctions de conduction non neuronales, telles que le maintien de l'activité neuronale et la protection contre les lésions nerveuses ; tandis que GAD65 synthétise principalement le GABA au niveau des terminaisons nerveuses pour répondre aux besoins de la conduction nerveuse.
En outre, il existe des différences significatives dans l’expression et les mécanismes de régulation de GAD67 et GAD65.
GAD67 synthétise le GABA dans les mitochondries pour maintenir les fonctions cellulaires de base, il doit donc rester actif presque tout le temps, tandis que GAD65 devient actif lorsque cela est nécessaire à la conduction nerveuse.
Dans le cerveau, les deux formes de GAD sont présentes dans tous les types de synapses, y compris les synapses interdendritiques, axone-corps cellulaire et axone-dendritique. On pense que le GAD65 est dominant dans les systèmes visuel et neuroendocrinien, tandis que le GAD67 peut être plus répandu dans les neurones constamment actifs.
Les fonctions du TAG ne se limitent pas aux processus physiologiques normaux et ses manifestations anormales sont également étroitement liées au développement de diverses maladies neuropsychiatriques. Par exemple, dans le cerveau des personnes autistes, l’expression du TAG est considérablement réduite, ce qui peut être lié au développement anormal d’autres parties du système nerveux.
De nombreuses personnes autistes présentent une réduction d’environ 50 % de l’expression du TAG dans leur cerveau, en particulier dans les cortex temporal et cérébelleux.
Dans la recherche liée au diabète, GAD67 et GAD65 sont des cibles potentielles pour créer une tolérance immunitaire afin de prévenir le diabète de type 1. Des recherches ont montré que l’injection de GAD65 peut prévenir efficacement le diabète de type 1 dans des modèles murins, et des essais cliniques ont montré que l’injection de GAD65 peut préserver une certaine production d’insuline chez ces patients.
Des anticorps contre le TAG ont également été découverts dans d’autres troubles neurologiques, tels que le syndrome de la personne raide (SPS) et la schizophrénie. Chez les patients atteints de SPS, des niveaux élevés d’anticorps anti-GAD indiquent que la fonction de cette enzyme est altérée, ce qui peut être un indicateur pathologique potentiel de la maladie.
Dans le cerveau des patients atteints de schizophrénie, l’expression régulée à la baisse de GAD67 est étroitement liée à une altération de la fonction cognitive.
En outre, le TAG est étroitement lié à la recherche sur la maladie de Parkinson et les maladies cérébelleuses. Une étude a montré que l’injection de GAD dans l’hypothalamus du patient via un virus spécifique peut améliorer considérablement son état.
Il convient de noter que l’existence du GAD ne se limite pas aux mammifères, mais cette enzyme est également présente dans d’autres organismes. Par exemple, chez les plantes, le GAD participe à la réponse aux stress abiotiques en régulant les concentrations de calcium intracellulaire pour signaler les changements dans l’environnement externe. Cette fonction met en évidence la diversité biologique et l’importance du GAD.
Alors que les recherches sur le TAG et son rôle dans le système nerveux se poursuivent, la compréhension de cette enzyme par la communauté scientifique continue de s'approfondir. Des recherches futures pourraient révéler davantage de liens entre le TAG et d’autres maladies et fournir de nouvelles idées pour le développement de traitements connexes. En comprenant le rôle du TAG, pouvons-nous obtenir davantage de réponses sur la santé neurologique et améliorer le traitement de la maladie ?
