Une équipe de l'Université médicale du Kansai découvre des molécules odorantes qui induisent une hibernation artificielle/protection de la vie et élucide leurs principes de transmission sensorielle
HIRAKATA, Japon, 6 avril 2021 /PRNewswire/ -- L'équipe du Dr Ko Kobayakawa de l'Université médicale du Kansai a découvert un groupe de molécules odorantes appelées « odeurs de la peur liées à la thiazoline (tFO) » qui induisent des effets latents de protection de la vie et permettent à des souris de survivre longtemps dans un environnement hypoxique mortel. L'équipe a découvert que ces molécules odorantes se lient aux canaux TRPA1 exprimés dans les nerfs sensoriels et activent la voie centrale de crise allant du tronc cérébral au mésencéphale, induisant des effets de protection de la vie. De plus, une exposition prolongée à de fortes concentrations d'odeurs de la peur liées à la thiazoline peut entraîner une hibernation artificielle chez la souris. Le gène TRPA1 et sa voie sensorielle sont également conservés chez l'homme, et les chercheurs espèrent que cette découverte pourra être appliquée à la « médecine sensorielle » pour induire des effets potentiels de protection de la vie par stimulation olfactive.
(Image : https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M106572/202103192530/_prw_PI1fl_rgV11388.jpg)
L'homme et l'animal possèdent des capacités latentes de protection de la vie, acquises au cours de l'évolution, qui leur permettent de survivre en situation de crise. Cependant, le type d'effets protecteurs existant, le type de stimuli pouvant être utilisé pour induire ces effets protecteurs et la possibilité d'appliquer ces méthodes d'induction aux traitements médicaux sont des questions qui n'ont pas encore été explorées. La peur innée est une émotion qui dépendrait du cerveau et qui intègre et induit des réponses biologiques, augmentant ainsi la probabilité de survie en situation de crise. On pourrait donc induire des effets potentiels de protection de la vie en intervenant sur le système inné de peur et d'émotion du cerveau à l'aide de stimuli sensoriels appropriés. Les tFO développées par l'équipe du Dr Kobayakawa sont des molécules odorantes qui induisent une peur innée extrême chez les rongeurs et leurs effets ont été étudiés.
Leurs recherches ont montré que la stimulation à l'aide de tFO peut induire une hypothermie ou un hypométabolisme chez la souris, et qu'une stimulation continue pendant plusieurs heures à l'aide de ces molécules odorantes peut induire sans risque une hibernation artificielle. Cependant, les caractéristiques de l'hypothermie ou de l'hypométabolisme induit par les tFO étaient clairement différentes de celles de l'hibernation naturelle en termes de métabolisme, de réponses physiologiques et de systèmes d'induction déclenchés dans le cerveau. Contrairement à l'hibernation naturelle, qui vise à conserver l'énergie, l'état d'hibernation artificielle ou de protection de la vie induit par les tFO maximise les effets de protection de la vie.
En outre, dans un environnement oxygéné à 4 %, les souris témoins ne peuvent survivre que pendant 11,7 minutes en moyenne. Curieusement, les souris pré-stimulées à l'aide d'un type de tFO ont survécu dans un environnement oxygéné à 4 % pendant 231,8 minutes en moyenne. En outre, la stimulation par des tFO a également eu des effets thérapeutiques puissants dans des modèles animaux d'ischémie-reperfusion cérébrale et cutanée. Par conséquent, la stimulation par des tFO pourrait jouer un rôle en tant qu'agent thérapeutique pour l'hypoxie et les troubles d'ischémie-reperfusion tels que les infarctus cérébraux dans le domaine de la médecine d'urgence.
De plus, il s'est avéré que l'hypothermie, l'hypométabolisme et la résistance à l'hypoxie induits par les tFOs sont régulés par trois voies : olfactive, vagale et trigéminale. L'équipe a également découvert que les tFO activent le TRPA1 dans le nerf vague et le nerf trijumeau, et que cette information est transmise à la voie de crise centrale, du tronc cérébral au mésencéphale, induisant ces effets latents de protection de la vie.
La plupart des produits pharmaceutiques exercent leurs effets thérapeutiques en agissant directement sur les cellules et les tissus devenus anormaux à la suite d'une maladie ou d'un traumatisme, ou sur les agents pathogènes. En revanche, les tFO exercent leurs effets thérapeutiques par le biais d'un mécanisme indirect, en activant des récepteurs sensoriels pour induire des effets latents de protection de la vie produits par le cerveau. Ainsi, l'étude actuelle propose le nouveau concept technologique de « médecine sensorielle », qui induit artificiellement les capacités latentes de protection de la vie que les organismes ont acquises au cours de l'évolution. Le récepteur TRPA1 auquel se lient les tFO, les voies trigéminale/vagale qui transmettent cette information au cerveau et les voies de crise centrales allant du tronc cérébral au mésencéphale, sont également conservés chez l'homme. Par conséquent, si le type de tFO qui active de manière appropriée le TRPA1 chez l'homme peut être identifié, il pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour les patients en situation d'urgence.
Cette étude est publiée dans Communications Biology et sera publiée dans Nature Communications.
L'article intitulé « Artificial hibernation/life-protective state induced by thiazoline-related innate fear odors » (Hibernation artificielle/mode de protection de la vie induit par les odeurs de la peur innée liées à la thiazoline) a été publié dans Communications Biology au DIO : 10.1038/s42003-020-01629-2
L'article intitulé « Thiazoline-related innate fear stimuli orchestrate hypothermia and anti-hypoxia via sensory TRPA1 activation » (Les stimuli de la peur innée liés à la thiazoline entraînent l'hypothermie et l'anti-hypoxie par activation sensorielle du TRPA1) sera publié dans Nature Communications au DIO : 10.1038/s41467-021-22205-0
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SOURCE Kansai Medical University
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