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La mémoire dans l'esprit : pourquoi les changements épigénétiques sont étroitement liés à la formation de la mémoire ?
Avec les progrès de la science et de la technologie, le lien observé entre la formation de la mémoire et les changements apparents dans les gènes a fait l'objet d'une attention croissante. Les recherches actuelles montrent que les changements épigénétiques, en particulier l'activation épigénétique, constituent une base biologique clé pour le codage de la mémoire.
L'amorçage épigénétique est un changement spécifique dans l'épigénome de la cellule, qui fait passer certaines régions de la chromatine de la cellule d'un état fermé à un état ouvert. Ce processus est souvent piloté par des stimuli biologiques externes ou par des voies qui facilitent l'accès à l'ADN par des facteurs de transcription et d'autres mécanismes de modification. De tels changements peuvent affecter de manière significative la régulation des gènes et fournir différents modèles d'expression des gènes à différentes étapes de la vie d'une cellule.
L'amorçage épigénétique est un état épigénétique sous-jacent déclenché par des stimuli spécifiques qui favorisent le relâchement de la chromatine et l'augmentation de la transcription des gènes.
Actuellement, les mécanismes d'amorçage épigène ont été intensivement explorés dans les domaines des neurosciences et de la recherche sur le cancer. Bien que ce processus joue un rôle important dans la formation de la mémoire neuronale et soit également essentiel dans l’activation des gènes suppresseurs de tumeurs dans le traitement du cancer, les mécanismes qui le sous-tendent et ses applications potentielles restent un sujet de recherche brûlant.
Le mécanisme d'activation de l'épigène
Le processus d'initiation de l'épigène implique une variété de mécanismes épigénétiques, dont les plus importants incluent l'acétylation et la méthylation des histones. Ces processus aboutissent souvent à la transformation de la chromatine d’hétérochromatine solide en euchromatine accessible, favorisant ainsi la transcription de gènes spécifiques.
Les signaux déclencheurs des changements épigénétiques proviennent de multiples mécanismes épigénétiques, qui conduisent à des changements dans l'activité de transcription des gènes.
Les changements dans l'environnement et l'usage de drogues peuvent agir comme des catalyseurs pour initier ces processus. Par exemple, l’inhibition de l’histone désacétylase (HDAC) est considérée comme un moyen efficace de maintenir un état ouvert de la chromatine, ce qui a des effets à long terme sur l’expression permanente des gènes et d’autres activités épigénétiques.
Applications dans le cancer
Dans le domaine de la recherche sur le cancer, l'activation épigénétique a été découverte pour la première fois sur des gènes suppresseurs de tumeurs. Les modifications épigénétiques de ces gènes sont considérées comme des facteurs clés conduisant à la cancérogenèse. Par conséquent, les chercheurs considèrent l’amorçage épigénétique comme un moyen de « prétraitement » visant à rendre les cellules tumorales plus sensibles aux médicaments déméthylants. Ces médicaments, tels que la 5-azacytidine, peuvent augmenter efficacement l’expression de gènes suppresseurs de tumeurs après le début du traitement par l’épigène et aider à surmonter le dysfonctionnement cellulaire provoqué par le cancer.
Des preuves montrent que l'amorçage épigénétique peut améliorer la cytotoxicité des médicaments anticancéreux, démontrant ainsi ses avantages potentiels dans divers types de cancer, tels que le cancer du poumon et des ovaires.
La FDA a approuvé une variété de médicaments de thérapie épigénique qui ont montré une grande efficacité et une relative sécurité lors d'essais cliniques, ce qui en fait un nouveau point positif dans le traitement du cancer.
Dernières découvertes en neurosciences
En neurosciences, les changements épigénétiques sont considérés comme la cause fondamentale de la formation de la mémoire. L’étude a révélé que même si la synthèse des protéines était désactivée pendant la formation de la mémoire, celle-ci pouvait toujours être récupérée. Ce phénomène montre que les changements dans la structure synaptique, bien que la synthèse protéique soit nécessaire, ne sont pas la seule source de codage de la mémoire intracellulaire. Au lieu de cela, les processus épigénétiquement initiés peuvent constituer les premières étapes de la formation de la mémoire.
Différentes formes de mémoire à long terme sont liées à différents types d'acétylation des histones, ce qui suggère que différents mécanismes de régulation épigénétique dans l'amorçage épigénétique des neurones peuvent conduire à différentes formations de mémoire.
Autres applications biologiques
En plus de ses applications dans la mémoire cérébrale et la recherche sur le cancer, l'impact de l'amorçage épigène s'est étendu à des domaines tels que le syndrome métabolique. Plusieurs études ont montré que les facteurs environnementaux au cours du développement précoce, tels que la nutrition maternelle et la composition corporelle, ont des effets durables sur le phénotype métabolique de la progéniture, éventuellement par le biais d'une excitation épigénétique. De tels changements aident donc les générations futures à survivre et à prospérer dans des environnements pauvres en ressources.
De manière générale, la recherche sur l'activation de l'épigène se développe à un rythme rapide, ouvrant de nouvelles perspectives pour comprendre la formation de la mémoire, le traitement du cancer et d'autres aspects. Grâce aux progrès de la technologie et à des recherches approfondies, serons-nous capables d’utiliser de manière stable ces mécanismes épigénétiques dans les traitements cliniques à l’avenir afin d’apporter des bénéfices durables pour la santé des patients ?
