Par Edern Appéré
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Les scientifiques mettent le doigt sur la « molécule du toucher »

Thomas Grutter, directeur de recherche au Laboratoire de conception et application de molécules bioactives (UMR 7199 CNRS - Université de Strasbourg) et les membres de son équipe étudient le fonctionnement des molécules Piezo. Leurs recherches lèvent le voile sur le rôle que joue cette protéine dans notre sens du toucher.

Comprendre les mécanismes biologiques mais aussi chimiques pour explorer le vivant, tel est le credo de Thomas Grutter. Après 15 ans de recherches sur les récepteurs P2X, molécules impliquées notamment dans la perception du goût, il cherche désormais à découvrir les mécanismes de fonctionnement des molécules Piezo, qui interviennent dans notre sens du toucher. Ces protéines, mises en lumière par le chercheur libano-américain Ardem Patapoutian en 2010, semblent constituer un maillon essentiel pour convertir une force mécanique en signal électrique.

Des cavaliers à l’assaut de châteaux-forts

Pour se représenter la transmission d’informations depuis notre épiderme jusqu’au cerveau, il faut imaginer l’équivalent de châteaux-forts du Moyen-Âge explique Thomas Grutter. Pour qu’une information passe de l’un à l’autre, des cavaliers doivent y porter des messages. Les "cavaliers" en question sont des petites molécules appelées neuromédiateurs, tandis que les "châteaux-forts" sont les cellules nerveuses.

Sur les murailles des premiers châteaux-forts situés sous la peau, les cellules sensorielles, se trouvent des protéines Piezo. Lorsqu’une force mécanique est appliquée sur notre peau, ces protéines la détectent et laissent passer le message à travers la muraille. Exprimé en des termes scientifiques, un canal ionique est ouvert pour permettre à un signal électrique de passer à travers la membrane des cellules.
Ce mécanisme a pour conséquence d’envoyer les premiers cavaliers à l’assaut des châteaux-forts voisins, les neurones adjacents, pour continuer la transmission d’information de proche en proche. L’information est convoyée alternativement par des signaux chimiques et électriques, de neurones en neurones jusqu’à atteindre notre cerveau. C’est cette chaîne de transmission complexe qui permet, in fine, de nous renseigner sur ce que l’on touche. 

Plongée dans le monde de l’infiniment petit

Pour observer la nature de ces mécanismes et mesurer les flux en action, les chercheurs soumettent pendant quelques millisecondes une cellule à une pression d’à peine quelques micro-mètres et enregistrent le signal qui en résulte. Grâce à un microscope et des outils de mesure extrêmement précis, ils peuvent ainsi plonger dans un monde de l’infiniment petit. Les canaux ioniques ouverts par les protéines Piezo mesurent quelques nanomètres et le courant électrique qui les parcourt est de l’ordre du pico-Ampère, soit un courant mille milliards de fois moins intense que celui qui circule dans nos prises électriques ! indique Thomas Grutter.

Pour le chercheur, le fonctionnement des canaux Piezo est énigmatique et passionnant. Leur découverte étant récente, nombreux sont les mystères qui les entourent. À quelle vitesse fonctionnent-ils ? Comment les informations sur la nature de la surface touchée sont-elles encodées électriquement ? Ont-ils d’autres fonctions que pour notre sens du toucher ?
L’expérience acquise par le Laboratoire de conception et application de molécules bioactives sur l’étude des récepteurs P2X est précieuse pour investir et explorer ce nouveau champ de recherche.  

Les mécanismes de fonctionnement de nos cinq sens ne sont pas tous élucidés, mais en ce qui concerne le toucher, Thomas Grutter et son équipe ont mis le doigt sur une molécule prometteuse...

Ces recherches ont bénéficié d’un financement USIAS (University of Strasbourg Institute for Advanced Study).

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