Les neurobiologistes révèlent le secret du syndrome d’hypoventilation centrale congénitale

Dans la mythologie grecque, la malédiction d’une nymphe des eaux oblige un homme à rester éveillé ou à étouffer. Aujourd’hui, pour une rare partie de la population, la malédiction n’est que trop réelle. Aujourd’hui, une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université du Connecticut décrit dans Communications naturelles comment la malédiction agit sur les molécules du cerveau.

Les personnes atteintes de la malédiction d’Ondine, également connue sous le nom de syndrome d’hypoventilation centrale congénitale, n’ont pas la capacité de réguler inconsciemment leur respiration. Ces personnes doivent disposer d’une machine qui les aide à respirer pendant leur sommeil, sous peine de mourir. Un mauvais sommeil et un manque d’oxygène entraînent des problèmes de santé et d’apprentissage, et les personnes atteintes meurent souvent jeunes.

Cette condition est également terriblement stressante pour la famille d’une personne atteinte de la malédiction d’Ondine.

Dan Mulkey, neurobiologiste à l’UConn, décrit comment un collègue a fait du stop pour se rendre à une conférence scientifique avec la famille d’un enfant atteint de la maladie. C’était la nuit. Ils ont heurté la circulation. Le bébé s’endormait périodiquement. Le scientifique était assis sur la banquette arrière et toutes les quelques minutes, il devait réveiller le bébé.

“Si vous avez des enfants, vous connaissez ce sentiment. Vous les réveillez parce que vous voulez qu’ils respirent”, explique Mulkey, faisant référence aux angoisses courantes des nouveaux parents concernant la respiration des bébés. “Mais ensuite, ils deviennent grincheux.”

Pour les familles aux prises avec la malédiction d’Ondine, un bébé grincheux est infiniment mieux que l’alternative.

Pour la plupart des gens, la respiration est automatique. Nous pouvons y penser sans y penser, et cela arrive tout simplement. Mais il y a beaucoup de choses dans cette phrase “ça arrive juste”.

Un petit groupe de cellules dans le tronc cérébral contrôle la respiration. Ces cellules sont parfaitement adaptées aux niveaux de CO₂ dans notre circulation sanguine. Si CO₂ les niveaux augmentent, ces cellules augmentent notre rythme respiratoire pour éliminer le CO₂ et obtenir plus d’oxygène. Mais chez les personnes atteintes de la malédiction d’Ondine, ces cellules fonctionnent mal. Lorsque ces personnes s’endorment, elles comptent sur des machines pour continuer à respirer.

Mulkey et Anastasios Tzingounis, un autre neurobiologiste de l’UConn, concentrent leurs recherches sur ce petit groupe de cellules du tronc cérébral. Chez les personnes atteintes de la malédiction d’Ondine, on pense que ces CO₂Les cellules adaptées ne parviennent pas à se développer, ce qui entraîne la perte de la capacité de respirer.

Maintenant, Tzingounis, Mulkey et une équipe de chercheurs dirigée par Jaseph Soto, étudiant diplômé de l’UConn, rapportent que ces CO₂ Les cellules de détection du tronc cérébral sont remarquablement sensibles aux mutations d’un canal potassique connu sous le nom de KCNQ2.

Ils montrent notamment qu’une mutation spécifique de KCNQ2 entraîne des problèmes respiratoires rappelant la malédiction d’Ondine.

Les canaux KCNQ (au nombre de cinq) travaillent ensemble selon diverses combinaisons pour déplacer les ions potassium vers l’intérieur et l’extérieur des cellules. Mais dans les cellules du tronc cérébral qui régulent la respiration, KCNQ2 apparaît seul.

“Dans la zone que nous étudions, comme il n’y a pas d’autres canaux KCNQ, la mutation est libre de se déchaîner”, explique Mulkey.

Par « sauvage », il veut dire qu’il présente ce qu’on appelle une mutation à gain de fonction. Le canal est trop actif, ce qui permet au potassium de s’écouler constamment hors de la cellule, ce qui rend les cellules silencieuses. Ils arrêtent de signaler au corps de respirer.

“Lorsque les canaux KCNQ deviennent actifs, c’est comme un trou dans la membrane” de la cellule, explique Tzingounis. “S’ils sont super actifs, le cerveau reste très silencieux.”

Trop silencieux.

Tzingounis a conçu des souris pour qu’elles présentent des mutations de gain de fonction KCNQ2 et, avec l’aide de Soto, a découvert que ces souris avaient presque autant de difficultés à respirer pendant les périodes de faible activité, lorsqu’elles devraient dormir, que les personnes atteintes de la malédiction d’Ondine. Dans ce cas, les souris possèdent les cellules qui pilotent la respiration, mais leur activité est diminuée par la mutation KCNQ2.

Les gens peuvent également avoir cette mutation de gain de fonction KCNQ2, et c’est une cause fréquente d’encéphalopathie développementale. Ils présentent une activité respiratoire diminuée, semblable à celle des souris. Il est intéressant de noter que les mutations dans d’autres canaux KCNQ n’entraînent pas de problèmes respiratoires, ce qui indique que les cellules cérébrales qui contrôlent la respiration sont très sensibles à la perturbation spécifique de KCNQ2.

Parce que les canaux KCNQ fonctionnent normalement ensemble dans le corps, peut-être que d’autres canaux KCNQ compensent un relâchement de KCNQ2, partout sauf dans les cellules spéciales qui stimulent la respiration dans le tronc cérébral. Ces cellules respiratoires du tronc cérébral ne possèdent aucun autre type de canal KCNQ et sont donc particulièrement vulnérables.